分析电能计量互感器故障原因分析与对策

摘 要：一般情况下，在设计10 kV的电力工程中，设计人员经常选择使用安装在电能计量互感器柜里的电压互感器来作为计量设备的电压提供使用点，然而，在实际的应用以及运行过程中，电压互感器产生的故障会严重危害到电能计量设备的运行过程，导致在一定程度上出现电能计费的不准确，这些不利后果将对电能的使用者以及电能的运营者带来巨大的经济损失。因此，分析电能计量互感器故障的原因并且采取相应措施解决故障，对于电力工程的稳定具有重要的意义。

关键词：电能计量互感器 故障 谐振 措施

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0102-01

我们知道，国家对于10 kV的用电系统一般采用的运行方式是控制其中性点不接地，并且按照有关电能计量的规定，一般对于10 kV的高压型计量装置需要采用三相两元件进行计量，通过电压互感器以及电流互感器两种设施分别对计量的装置提供所需的电流以及电压。电力工程在设计过程中如果达到了10 kV，其计量电压通常由电压互感柜中的电压互感器提供的。随着我们国家工农行业的快速发展，人们对于电能的需求也变得越来越多，由于电力变压器的存储容量变得越来越大，从而导致了10 kV的电力系统出现了许多负面影响，例如：电力的负荷程度重、负荷的类型不一以及负荷的密度大等等。这种工作环境的大幅度改变使得高压电能计量的互感器经常出现严重故障，影响了电能计量互感装置的正常使用。因此，技术人员需要加强对电能计量互感装置的管理，从而确保电能计量互感器的安全运行。

1 电能计量互感器产生故障的原因

现如今，由于高压限流的熔断器结构简单、便于人们的维修以及经济可靠等优点被越来越多的技术人员用来作为35 kV之内的电能网络的保护装置，该装置能够保护在过负荷或者过电流情况下的电能计量系统。当10 kV的电能计量互感器出现故障的时候，高压限流的熔断器就会开始自动熔断操作，将电能计量互感器柜从出现故障的电网里切除，进而缩小互感柜中故障的影响范围，提高了电网设备的安全运行性。

1.1 谐振过电压

当系统的电压高达10 kV的时候，电能计量互感器柜中安装的电压互感器一般是用来进行专用计量的不接地型电压互感器。通常互感器在正常工作的时候，如果能够确保一次绕组从始至终连接在一起，一次回路所需的电源完全由10 kV的电网提供以及电压互感器的内部阻抗基本为零这三个工作过程处于平衡状态，互感器相互之间就不会发生并联的谐振现象。然而，由于外部环境因素等影响，也有可以出现电能计量系统中开关非同期合闸等现象，从而导致串联谐振的发生。当谐振现象出现以后，由于电压的波形会随之进行相互间的叠加，电能计量系统的电压值受其影响也会不断升高，当达到一定电压程度，电压互感器的内部就会产生巨大的感应电压，这种电压已经超越了电压互感器的绝缘耐压水平，会导致电能计量互感器的出口熔断器发生熔断或者烧毁等无法挽回的故障。

1.2 电能系统出现单相接地现象

从电能计量互感器自身来看，由于其内部的装置之间励磁电抗的作用力比较，所以通过互感器的电容的电流值变得相应较小，从而导致电能计量互感器的零序侧部分积聚了大量的电荷。当电能系统出现单相接地现象并得到解决以后，电能计量互感器的内部就会出现电感放电回路，这种类型的回路能够将故障发生期间聚集的所有电荷通过直流电源的形式给佩有铁芯的电感线圈进行发电，在发电的一瞬间就会导致在电能计量互感器的高压部分产生一个幅值比较强大的低频电流。进而在一瞬间造成了高压熔断器中熔丝熔断等故障。

1.3 雷击过电压

具有10 kV的电能计量系统的架空线路一般采用的是不带架空地线方式，由于其线路运行的周边环境大多为高山地区，并且线路使用的三相LGJ类导线几乎全部暴露在空气当中，因此，受雷击过程中产生的雷电电荷的影响，架空的导线上可能会产生大量具有感应作用的雷电电荷，当雷电不小心击中了这些带有电荷的导线，导线上产生的雷电电荷就会随着电击的作用向线路两侧开始游动，从而形成雷电入侵波，这种入侵性的电波能够直接作用在电能计量的互感器中，导致一些电气设备由于受到外界电流的冲击出现了故障。

2 电能计量互感器故障的解决措施

我们知道，互感器作为电能计量设施中的重要组成部分，其是否能够安全有效的运行直接关系到电能计量系统的可靠以及电能计量设备的精度。通过对电能计量互感器产生故障进行科学专业地分析，我们可以利用有关专业知识进行科学预防和改进。

2.1 定期检修电能计量设备

设备的管理人员应该定期的加强电力设备有关的检修以及维护工作，确保电能计量设备在运行期间的外界环境卫生情况。通过及时的检修，可以在第一时间发现电力设备是否具有的安全隐患，从而采取相应的解决措施。

2.2 对电力设备的参数进行合理设计

在电能计量互感器使用之前，要对其装备进行合理的参数设计，确保电能计量互感器的设备不仅安全有效，而且还能够与之更好的交融，例如互感器的二次保险、避雷器的使用以及具有消谐振作用的装置等。

2.3 为配电系统寻找合理的供电方式

技术管理人员可以通过合理的供电方式，为配电系统的电力负荷在扩容过程中预留出相应的容量与接口。我们还可以通过控制配电系统中互感器数量的多少来减少配电系统的铁磁谐振在一定时期内的发生率。从经济效率方面考虑，在确保配电系统能够安全稳定运行的同时，我们还可以通过适当地减少配电系统有关维护点的数量，降低工作成本，减少了工作人员的工作量。

3 结语

通过以上的分析和研究我们可以发现，电能计量互感器产生故障的原因多种多样，其中绝大多数是由于电能计量互感器柜中电压互感器的故障引起的，由于电能计量设备对于电力工程的运行以及经营和电能的使用者来说都是非常重要的存在，因此，保证其正常无故障的工作需要电力管理者进行特别的重视。

参考文献

[1]贾玲.电能计量互感器故障原因分析与对策研究[J].机械工程与自动化，2010（8）.

[2]何蓓，李辉.电能计量互感器异常断相分析与故障仿真[J].系统仿真学报，2008（6）.

[3]许建立.10 kV电压互感器断线对馈路有功计量的影响[J].农村电气化，2004（8）.

[4]任兴明.不同测量方式的电能表性能比较[J].计量与测试技术，2001（28）.