电能计量装置典型故障分析与处理

刘润民，刘亚涛，张 秦，张 静

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，石家庄 050051）

电能计量装置主要是指电能表检定装置，它包括台式和便携式两种，是用来检定等级较低的标准式电能表或安装式电能表。一旦出现故障就会使测试误差增大，从而会影响被测表误差的准确性和整个量传的准确性，更无法保证电网计量的准确性。

1 台式电能表检定装置问题分析与处理

1.1 故障现象

在使用一台DZ603－Ⅲ台式0.01级三相标准电能表检定装置测试三相标准电能表时，U相三相四线220 V、5 A的0.5（L）误差均超差（被测表的等级为0.05级，而所测的误差为0.065%，误差相对比较稳定），经过多台测试的MDP2000三相标准电能表，其测试结果均相同不合格。但测试不同型号的三相标准电能表时（如BD－3A1G），其该点误差均合格，但偏大。为证明该标准设备是否有问题，用同等级的相同标准的三相电能表检定装置，测试MDP2000的三相标准电能表，其结果均合格。

1.2 原因分析

首先用三相标准装置的U相测试被测的三相标准电能表的U相（注意：此时只升U相电压和U相电流）误差，其误差均合格。而当升起三相电压和U相电流时，所测的U相220 V、5 A（感性）误差均不合格，通过试验表明，问题出在电压回路上。

此三相标准装置的三相电压的稳压和放大等线路板，均设置在一个箱体内，然后，将三相标准装置的三相电压升起，分别用V相和W相的电流测试被检的标准电能表U相220 V、5 A（感性）误差，其结果同上仍是不合格，通过此现象表明三相标准源是相互影响的，同时更加确定问题也一定出在电源部分。然后，将电压箱体从台子上拆下，对有关线路板进行检查。

当检查到U相电压前置放大器线路板时，发现一个电容的脚脱焊（此电容参数为：最高耐压为500 V，容量为200 Pa），通过万用表测试证明，该电容已和线路板电路断开，然后，将其电容一脚焊牢，将电源箱装好，再开机测试一切恢复正常，被测的标准三相电能表误差符合规程要求。

电压前置放大器的主要功能是将所选择的电源信号放大到额定电平，然后，通过功率放大器将这一交流信号进行放大，从而得到一个所需要而且不失真的电压和电流。因此，当电压前置放大器的故障电容与电路断开后，使功放所得到的是一个失真交流电压信号，经过功率放大器放大后的工作电压也就失真，从而导致测试误差增大。

1.3 处理措施

在检查故障时，首先要检查有关线路板上电子元件是否有松动、脱焊和损坏的现象出现，这样可避免走弯路，从而提高工作效率。

2 便携式电能表检定装置的问题与处理

2.1 故障现象

一台BY2082C1便携式单相电能表检验装置，脉冲输出端有低频脉冲输出，但触发不了PS42A误差计算器。

2.2 原因分析

首先，用指针式多用表的直流10 V电压档位测量被测装置的低频脉冲输出端，指针左右摆动，证明此装置是有低频脉冲输出的。然后，用示波器进行脉冲波形显示，观察其波形幅值的变化情况，结果发现所测量的波形幅值不大，近1 V左右。一般误差计算器的触发脉冲幅值在2～4.5 V，此时，误差计算器自然就不能正常的接受到此脉冲信号。而决定被测装置脉冲幅值的关键元件是光电耦合器。此装置采用的是型号为4N25（有的设备采用的是TIL113）光电耦合集成电路。如果它的灵敏度不好或放大倍数不够，都会导致此故障的发生。

2.3 处理方法及建议

首先将此装置的上盖打开，再将标准表的表盖打开，在脉冲输出部分找到光电耦合集成电路2个4N25，然后将其换上同型号的集成电路，再用示波器进行测试，其波形的幅值明显增大，最后接上误差计算器，脉冲显示一切正常。

为了增大被校装置所输出的低频脉冲的幅值，将CL311三相标准表低频脉冲输入电路中的一个＋5 V电源和一个5 kΩ的电阻R串联后接到低频脉冲输入的正端，如图1所示。此图只改第一通道为例，其它通道如需改动以此类推。如需调节所输入的低频脉冲幅值，可通过改变5 kΩ的电阻值来达到，该电阻值一般的取值范围在2.5～5 kΩ）。然后将被测装置的电压和电流升到额定值（220 V、5 A），再用示波器测量低频脉冲的幅值，其幅值增加到2 V左右，观察CL311三相标准表的测量误差，显示工作正常。

另外，还需要说明的是，经过改变后的线路，通过试验和测试证明，对其他标准仪器、仪表所输入的低频脉冲毫无影响。从而使CL311三相多功能标准表在原来使用的基础上扩大了测量范围，特别是为现场测试提供了方便。

图1 CL311脉冲输入电路

当一台装置发生此类故障后，有时也不完全是由于光电耦合器质量的低劣所造成的。如：用一台CL311三相多功能标准表作标准，来测一台ST－9020单相电能表检定装置，结果标准表无接受脉冲显示，但利用PS42A误差计算器作为误差显示却工作一切正常。

为了弄清故障原因，首先用示波器测量被测装置的低频脉冲输出，其脉冲幅值为2.5 V。然后将被测装置的低频脉冲输出端与标准表的脉冲输入端连接后，其被测脉冲幅值由2.5 V下降到1 V左右，从而大大衰减了波形的幅值。通过以上的前后测试数据表明由于被测装置的光电耦合器负载能力差，从而造成了CL311标准表无法正常采样。

3 结束语

以上介绍了电能计量装置典型故障，通过理论分析可缩小故障范围，实际可快速排出故障，即从简单的触摸各个元件可发现是否有断路和脱焊现象，到复杂的电路测试可发现各测试点的参数是否正确，这样就可少走弯路，提高工作效率。由于设备的原理及结构基本相同，所以，同类设备可用此方法进行分析和判断，使电气设备更好的服务于电网，使电网安全、可靠、准确、稳定的运行。