电能量采控终端故障及防范措施研究

电能量采控终端故障及防范措施研究

付豪杰

关键词：电力企业；发展契机；电能量；防范措施

前言：在供电系统中，电能量采控终端是十分重要，并且是必不可少的设备，因为配电线路逐渐复杂，并且线路所处的运行环境也更加复杂，同时，供电系统中设备也存在着一定的质量问题，因此，电能量采控终端故障频发，例如通信异常，以及出现黑屏或是死机，还存在软件异常的故障，对设备产生一定影响，导致设备无法工作。如果可以保证接线正确，则烧毁事故的发生几率较小，但是，每一次事故所产生的后果是十分严重的，甚至对现场人员构成伤害。鉴于此，笔者对故障展开分析，找出故障原因，从而探寻出有效的防范措施。

1故障描述

本企业转变终端突然发生通信终端的情况，此时，电能量采集无法完成远程采集数据的任务。经过调查取证，发现是终端硬件存在问题导致，遂使用的新的进行更换。在拉闸停电以后，将旧的拆掉，依据原接线方式，更换新的终端，然后，关上电闸，结果终端出现异响，同时，电池，以及电池表盖被弹出，查看后发现，终端的后面板已经烧黑，此后，没有出现其他不正常情况，但是，与终端并行的电能表没有发生任何的异常情况，保持正常状态，没有发出警示。

2拆解分析

我们所研究的电能量采控终端，主要由三部分构成，第一部分是开关电源，第二部分是计测单元，第三部分是主控管理单元。以及它的工作原理，对发生故障的终端展开拆解工作，发现它的主板有两层，其中，第一层主板中，由下列几部分构成，一是系统芯片，二是采样芯片，三是串口，四是显示器，这一主板也是弱电部分，检查过后，没有发现任何的烧灼迹象，处于正常状态。第二层是强电部分，主要构成是基本测量单元，例如电流互感器，在这一层主板中，有显著的放电烧焦痕迹[1]。

一般情况下，导致采集终端发生烧毁的原因有以下几点，一、变压器出现短路，二、电池布局存在问题，三、电流、电压取样出现路断开，四、过电压过大，直接将电阻击穿，五是继电器的触电接触存在问题。

从主站采集的信息中分析，重点运行定压值最大时，达到了253v，同时，最小的电压值是227V，其中，高值较高，而低值又较低。在对其进行检测时，米有发现瞬时的电流也没有任何信号，无论过电流信号，还是过电压信号，都没有出现，因此，可以将外部电源是故障原因这一猜测排除。这一终端周围也没有谐振源，因此，也可以将谐振回路导致的故障原因排除。对终端的外观进行检查，主板之上的电流线，以及电流互感器两者之间，连接十分的牢靠，并且两者处于导通的状态，与此同时，现场电流流向正常，因此，也可以将外部电压线中，误接电流端子这一原因排除。在继续观察，变压器，以及继电器，也都没有出现灼烧的痕迹，因此，也可以讲变压器短路的原因排除，同时，也可以讲继电器接触不良这一原因排除。但是，观察发现，电压线主板上，灼烧痕迹十分明显，有一片压敏电阻被烧毁。因为，此时电压回路被断开，所以，故障也没有加剧[2]。

3涌流分析

这一终端取得电压，是利用变压器，而电流的取得，是利用电流互感器，因此，变压器的状态直接影响着终端能否平稳、安全的运行。一般情况下，变压器的涌流作用，会对电流互感器产生影响，进而影响二次设备，其中，对于变压器而言，它的铁心饱和是致使涌流发生的源头。对磁通量&的变化进行分析：

通过上述分析，可以知道，&的数值，取决于相位角a,如果在合闸的瞬间，相位角的电压超过零点，那么暂态磁通量的最大值时，是在合闸完成后的四分之一周期，此时，磁通量达到饱和状态，同时，形成励磁涌流，它的数值是系统中额定电流的数倍，通常为6到8倍[3]。

对单相变压器进行分析，在合闸状态下，最大的励磁涌流达到151安，将其折算为二次侧，涌流值为7.41安，此时，对浪涌电压进行测量，最大值是5.26千瓦。根据相关的技术指标要求，标准电流应该是1.5安，同时，最大电流值也不应该超过6安，并且依据规定，浪涌电压值，它的最大值也不能超过4千瓦，由此可见，针对这一终端来讲，无论是磁涌流，还是浪涌电压，都不符合规定，并且严重超值。

在瞬时间，涌流值最大，在其冲击下，终端压敏电阻中，其内部会发生高热量聚合的状态，这一过程犹如绝热升温，如果压敏陶瓷切实具有一定的缺陷，则受到非均匀性影响，电阻在吸收热量之后，其不同的位置，在升温能力上有着较大的不同，因此，各个单元之间，有着极大的温度梯度。受到这一梯度影响，如果最大的热应力超大于临界值，则会促使压敏陶瓷发生破裂，甚至发生炸裂，形成重大事故。

是热导率，它与温度之间，是正比例的关系，而字母R代表的含义是密度。因为压敏电阻的温度上升，其影响因素为漏电流，也就是说，随着漏电流的增大，各个器件在工作的过程中，它的温度也会随之增加[4]。

因此，为了在最大限度上预防和减少压敏电阻的温度过大，导致炸裂事故，可以家少变压器磁链值，从而达到减少励磁涌流的目的，最终，降低压敏电阻在工作状态中承受的热量。

磁链值公式如下：

根据公式，可以得出结论，我们能够以增加阻值的方式，实现减少变压器磁链值的目标，在电阻增加之后，变压器合闸时，所产生的磁涌流仿真波形如图1，根据图1，我们可以知道，在电阻增加以后，励磁涌流也会随之降低，并且降低幅度较大，与此同时，压敏电阻升温也会得到有效控制，最终，保证电能量采控终端始终处在安全状态下，在极大程度上，可以避免故障的出现[5]。

结语：综上所述，在工作实践中，电能量采控终端故障经常发生，炸裂事故的发生，为企业带来的严重的经济损失，因此，作为生产企业，应该采取措施，从而不断的提高产品质量，提高产品性能。作为供电企业，要对故障产生的原因，以及故障发生的过程，进行详细的分析，从而找出故障原因，了解故障过程，在此基础上，才能够找出有效预防和避免故障的措施，才能够保证终端的平稳和安全运行，才能够保证供电系统的稳定运行，才能够为用电用户提供更好的服务，如此，方能够实现供电企业对利益的追求，才能有更长久的发展。

参考文献：

[1]潘蕾.基于灰色聚类的供电企业电能量采集系统风险评价[D].华北电力大学,2016.

[2]刘文洁.内蒙电力公司防窃电远程监控管理系统开发与效果分析[D].华北电力大学,2016.

[3]张正.内蒙古电力有限责任公司电能信息采集与监控系统[D].长春工业大学,2016.

[4]王晓菲.鄂尔多斯电业局电量信息采集与监控系统工程项目管理[D].华北电力大学,2013.