多功能电能表现场检验和故障分析技术研究.doc
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1、大 学毕 业 设 计(论 文)论文题目:多功能电能表现场检验和故障分析技术研究 学习中心(或办学单位):国网四川省电力公司绵阳供电公司指导老师: 职 称: 学生姓名: 李毅 学 号: 专 业:电力系统及其自动化 电子科技大学继续教育学院制网络教育学院 年 月 日大 学毕业设计(论文)任务书题目:多功能电能表现场检验和故障分析技术研究任务与要求:时间: 年 月 日 至 年 月 日 共 周学习中心:(或办学单位) 学生姓名: 李毅 学 号: 专业: 电力系统及其自动化指导单位或教研室: 四川大学指导教师: 职 称: 电子科技大学继续教育学院制网络教育学院 年 月 日毕业设计(论文)进度计划表日 期
2、工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2月11日至2月25日选题、确定论文题目完成2月26日至3月4日查找、收集相关资料文献完成3月5日至3月25日撰写论文、提交论文初稿完成3月26日至4月15日修改论文、提交论文二稿完成4月16日至4月28日校对论文并定稿完成4月29日至5月3日提交论文电子版、打印纸质论文完成5月12日答辩完成教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。摘要 本论文从现场检验的条件和对交流电能表现场检验仪的要求出发,介绍在安装现场进行检验的程序和方法。分析了多功能电能表的故障,并对多功能电能表故障的处理提出了几点建议,最后指出现场工作
3、人员应根据各种多功能电能表的特性,具体问题具体对待。关键词 多功能电能表 检验 故障分析AbstractThis paper from the field inspection conditions and requirements for AC electrical energy meter field test instrument, and introduced on-site inspection procedures and methods of installation. Analysis of multi-function Watt-hour meter fault, fault
4、 handling and multifunction energy meter has made several suggestions, finally pointed out that staff should be based on various characteristics of multi-function Watt-hour meter, specific issues of specific treatment.KEY WORD : Multifunction watthour meter inspection malfunction analysis目录第一章 绪 言1第
5、一节 研究历史1第二节 前言1第二章 多功能电能表的现场检验2第一节 现场检验的内容2第二节 现场检验的条件2第三节 现场检验对标准表的要求2第四节 关于无功电能表的检验3第五节 现场检验的程序3第六节 现场检验的接线3第七节 计量差错和不合理计量方式的检查4第三章 电能表故障的分析和处理6第一节 电能计量装置故障种类及分析6第二节 常见故障分析6第三节 电能表错误接线分析方法7第四节 电能表常见错误接线故障的处理8第五节 处理电能表故障的建议16结束语18谢辞19参考文献20word文档 可自由复制编辑第一章 绪 言第一节 研究历史一、研究周期本论文一共分为三个周期进行研究,耗时一周。(一)
6、第一周期 本周期着重研究多功能电能表的现场检验。由于与工作相关,所以搜集资料较为容易。第一阶段: 本阶段着重在于搜集电能表现场校验仪(标准表)的资料及相关规程。第二阶段:本阶段着重在于搜集现场检验的相关内容。(1)步骤一:在运行中测定电能表的误差;(2)步骤二:检查电能表和互感器的二次回路接线是否正确;(3)步骤三:检查计量差错和不合理的计量方式。(二)第二周期 本周期着重于研究在现场检验中发现的各种故障的分析和处理。(三)第三周期 本周期在于整理,归纳总结第一、二周期,以初成本论文。A.作者情况:a.作者简历:李毅,男,汉族。毕业于四川大学工商管理系。现就职于国家电网公司绵阳电业局电能计量中
7、心。07年5月进入绵阳电业局计量所工作,经过一年多的学习,不断的向师傅们请教,在同年底绵阳电业局成立计量中心之时,已能独立带领小组工作班成员完成电能表的现场校验以及一些故障的处理任务。第二节 前言多功能电表已被广泛采用,但现场工作人员对它的现场检验和故障处理还采用对感应式电能表的方法。多功能电能表对现场检验的条件和现场检验的程序和方法以及故障分析方面在国家电网电能计量装置现场作业指导书中提出了新的要求。本文通过对多功能电能表功能特性的研究,对多功能电能表现场检验和故障分析方面积累了一些经验,介绍在安装现场进行检验的程序和方法,分析了多功能电能表的故障,并对多功能电能表故障的处理提出了几点建议,
8、最后指出现场工作人员应根据各种多功能电能表的特性,具体问题具体对待。第二章 多功能电能表的现场检验第一节 现场检验的内容现场检验的内容不仅仅是检验电能表的误差,还应对计量装置是否正确可靠进行检查,应包括以下一些工作内容:(1)在实际运行中测定电能表的误差;(2)检查电能表和互感器的二次回路接线是否正确;(3)检查计量差错和不合理的计量方式。第二节 现场检验的条件为确保现场检验的准确性,现场检验条件应符合以下要求:(1)电压对额定值的偏差不应超过10%;(2)频率对额定值的偏差不应超过5%;(3)环境温度应在035之间、相对湿度规定为85%;(4)通入标准电能表的电流应不低于其基本电流(标定电流
9、)的10%(S级电能表为5%);(5)电流和电压的波形失真度5%。作为检验条件规定了波形失真度的允许范围,交流电能表现场检验仪应能测量波形失真度,以确定检验失真度是否在规定的范围内;(6)功率因数不低于0.5;(7)负荷相对稳定。电能表首先必须要在盖好外壳、所有的封装螺丝紧固后,测定基本误差。对于属于客户侧的计费表计,还应当着客户的面去打开铅封。对于达不到现校条件的表计,可以不予检验,并告知其原因,待处理后再做检验。第三节 现场检验对标准表的要求在现场实际运行中测定电能表的误差宜用标准电能表法。标准电能表必须具备运输和保管中的防尘、防潮和防震措施,标准电能表的使用应遵守以下规定:(1)标准电能
10、表必须按固定相序使用,并且有明显的相别标志。(2)标准电能表借入电路的通电预热时间,除在标准电能表的使用说明另有明确规定者外,电压线路加电压应不少于60min,电流线路通以电流不少于15min后测定基本误差。(3)标准电能表和试验端子之间的连接导线应有良好的绝缘,中间不允许有接头,亦应有明显的记性和相别标志。(4)电压回路的连接导线以及操作开关的接触电阻、引线电阻之总和不应大于0.2,必要时也可以与标准电能表连接在一起校准。第四节 关于无功电能表的检验由于没有高精度的无功电能表,在无功电能表检定装置中,使用有功标准电能表,在无功电能表的检定装置中,使用有功标准电能表通告改变接线的方法(如跨相等
11、),使被检表的电流与电压的相位为90时,标准表的电流与电压的相位为0,这时,被检表指示的有功电能值在数值上与被检表测量的无功值相等。这是根据UISin=UICos(90-)得出的,这种检定方法有一个必要的条件,就是三相一定要对称,如果三相不对称,Ua与Ubc的相位就不是相差90,上述的条件就被破坏。三相对称在实验室的电能表检定装置中是可以做到的,但是在现场的条件下,要实现三相对称式不现实的,这时对无功电能表的检验,误差是很大的,而且不确定度不好计算。电能表现场检验仪,应采用新的方法,保证在现场的条件下,测量无功电能表的准确性。由于现场无法保证三相电压的对称性,传统的测量无功电能的方法会带来很大
12、的误差,我们应该采用正弦式标准无功电能表,必然A/D转换式的标准无功电能表;或者采用其他的方法,减小三相电压不对称带来的无功电能测量误差。第五节 现场检验的程序在实际工作中,现场检验一般检查的步骤如下:(1)检查封印是否完好,检查合格证是否在有效期内。(2)有无其他异常情况,多功能电能表可通过有无显示和故障报警来检查。例如:观察有无电压电流功率及功率因数显示数据是否正常及代表符号是否闪烁或消失,由显示可判断多功能电能表和电能表(接线上)发生的故障,观察有功、无功电能方向与实际情况相符。(3)抄读反相有功总电量,当用户只有输入有功时,此值为零或为原初装值。第六节 现场检验的接线本论文以WDX-2
13、k型新云达智能电能表校验仪为例。(如图1)图1 WDX-2k型新云达智能电能表校验仪操作界面1. 电压输入端子2. 电流直接输入端子3. 湿度传感器4. 温度传感器5. RS232串行通信接口6. RJ45网络通信接口7. MMC卡插座8. 外接工作电源插座9. 钳型表输入端子10. 功能扩展接口11. 被校表信号输入插座12. 内接和外部工作电源转换开关13. 标准脉冲输出插座14. 键盘15. 电源开关16. 液晶屏。现场测定误差时,标准电能表应通过专用的试验端子接入电能表回路,其接线方式应满足以下三个基本要求:标准电能表的接入不应影响被检电能表的正常工作。标准电能表的电流线应串入被检电能
14、表的电流回路,标准电能表的电压线应接入电能表的电压回路。应确保标准电能表与被检电能表接入的是同一个电压和电流。 第七节 计量差错与不合理计量方式的检查一、不合理计量方式的检查(1)电流互感器变比过大,电流互感器应在额定电流的20%以下(S级5%),通过电能表显示电流可判断电流互感器变比是否过大,如二次额定电流为5A的电流互感器当电能表显示的电流小于1A(S级0.25A),即可判断变比过大。(2)电能表接在非计量二次绕组上。可以通过端子编号检查,也可通过二次负载检查,因为电能表回路负载比保护测量回路负荷小。(3)电压互感器与电流互感器接在电力变压器不同侧的,检查可通过计算变压器三侧电量平衡来发现
15、。二、计量差错检查(1)电能表倍率差错。对于客户处,通过客户配电室仪表盘的总电流(功率)和电能表显示的二次电流(功率)比值是否与电流互感器变比(互感器倍率)相符合。变电站通过母线电量平衡计算来发现问题。(2)电流互感器接触不良或开路,可以通过电能表界面信息检查发现。(3)电压互感器保险熔断或二次回路接触不良等,方法同上。(4)回路极性不正确,可以通过仪表测量或电能表电压电流功率因数功率是否相符发现问题。(5)与电能表相连的电压互感器二次导线电压降测量。(6)检验电能表的工作误差。(7)核对计时误差:用标准时钟或电台报时声所得时间Ts。与多功能电能表计时装置指示时间t比较,即得计时误差t=t-t
16、S,计时误差应不超过5min。每年至少校对1次。当计时误差超过5min,应视为故障,不能马上调整,应检查原因后再决定。(8)检查分时计度(多费率)电能表计度数读数的组合误差。 分时计度(多费率)电能表和多功能电能表各计度器示数之间应满足下式的规定: 式中:WF为峰计度器示数;WG为谷计度器示数;WP为平计度器示数;Wz为总计度器示数;a为总计度器小数窗口位数。(9)检查数据处理单元与电能测量单元计度器的读数相差值。(10)检查预付费电能表电量计量误差:预付费计量的电能量与实际计量的电能量相差(Wh),不能超过电能表的计度器最小单位一个字。 Wh=Wh-Who110-a式中:Wh为预付费计量的电
17、能量,等于购置电能量减去剩余电能量;Who为电能表实际计量的电能量;a为总计度器小数窗口位数。(11)核对电能表的电池使用时间。(12)抄录电能表事件记录,包括复位次数、复位时间、失压时间等数据。与上次数字比较,发现异常,应查明原因后处理。第三章 电能表故障的分析和处理第一节 电能计量装置故障种类及分析电能计量装置故障和计量差错多种多样,主要有以下几个方面:(1)电能表、互感器失准或损坏;(2)电压保险烧断;(3)电能计量装置接线错误;(4)电流回路短路;(5)窍电行为引起的计量差错。目前,I、II、III类高压电能计量装置接线方式,I类电能计量装置大多采用Y/y接线方式;II、III类电能计
18、量装置大多采用V/v接线方式。I类电能计量装置主要用于计量省级电网经营企业与供电企业的供电关口计量点的电能计量装置,数量少运行环境好,且接线大多采用Y/y接线方式,所以错误接线引起的计量故障概率较低。、类电能计量装置主要用于高压计费电力客户的计量,计费电力客户数量相对较大,计量装置运行环境较差,供电电压等级一般在35KV及以下,容易造成熔断器熔断;且接线大多采用V/v接线方式,容易造成电能计量装置接线错误。第二节 常见故障分析(一)电能表超差(可观察电能表显示的功率、电压和电流判断)原因:电能表内部发生故障,如:LG电能表某相霍尔元件损坏;电能表的功率校检接口与标准装置光电脉冲接口不匹配;光电
19、采样未完全采集或多采,可能光电采样器未对准电能表光电窗口或外部光线太强。(二)现场校检时电能表超差或跳变原因:现场运行点在电能表保证等级范围以外,如电流过大;现场校检仪与电能表功率校检接口不匹配;使用电流钳串接现场校检仪,接触不良;现场电压、电流变化速度快,由于电能表与现场校验仪的反应速度不同,造成误差跳变;无功要注意由于算法不同引起的误差,因为在现场线路往往会不平衡;线路情况,如零线未接好等。(三)时钟故障原因:电能表时钟故障,如果不进行分(钟)或显示错误,为硬件故障;装表之前未校时钟;现场干扰造成时钟乱;电池用完。(四)电能表显示失压原因:线路产生失压;电能表内部的互感器故障;电压互感器熔
20、丝断;回路接触不良。(五)电能表无脉冲输出原因:电能表的脉冲接口芯片损坏(光电脉冲在闪烁);脉冲接口电路与终端输入电路不匹配。可使用指针式万用表观察脉冲接口两端电阻判断,在有脉冲时,0;无脉冲时,高阻之间摆动。(六)电能表不显示原因:电表内部工作电源故障等。(七)显示不完整原因:液晶屏故障;液晶屏接触不良。(八)电能表潜动原因:CT二次线路中存在感应的微弱电流(判断电能表是否潜动要断开接入电能表的负荷侧电流线)。(九)电能表数据突变原因:电能表内存储器故障。(十)电能表提示芯片故障原因:芯片坏;电能表程序设置错误。第三节 电能表错误接线分析方法若为WDX-2k型新云达智能电能表校验仪,接线完成
21、后即可通过其“综合测试功能”(如图2)或“接线判别”界面分析出其相量图,并得出相应的结论。在这里,我们在不使用标准表的情况下,只用相位表去进行测量及分析。本论文以SMG2000E相位表为例。由于相位表在电力部门的普及性,故相位表的相关用法便不做阐述。图2 标准表综合测试功能界面因三相四线接线相对简单,出现错误接线的机会较少,且比较容易发现,故本论文以三相三线接线为例。1、测量三相电压测量U12、U32、U13之间的电压,检查是否有PT断相、极性接反的情况。2、检查电压接地点及判明接线方式有一相的对地电压为0,则说明是V/v接线,且该相为V相。若各电压端钮对地电压均约等于57.5V,则说明是Y/
22、y接线。如电压端钮对地无电压或电压数值很小,则说明二次电压回路没有接地。3、测三相电压相序若U12超前U32 300(或U32超前U12 60)则为正相序。若U12超前U32 60(或U32超前U12 300)则为逆相序。4、判断电能表接线方式测出U12/I1,U32/I2的夹角,根据夹角推出电流所在的位置。5、得出结论并进行处理判断出电能表接线后,结合六角图法(六角图法如图3所示),画出错误接线时的相量图、功率表达式和更正系数。6、错误接线的处理对于计费用户用表,应在用户对该现象进行签字确认后方能处理故障,以避免日后不必要的纠纷。在改正接线时要注意安全,特别要防止电流互感器二次会理开路,电压
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