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摘要:随着经济的发展以及社会的进步，全社会对电力的需求有了极大的增加，为了满足市场对电力能源的需求，我国电力行业正不断的对发、输、变、配、用等多个技术环节的相关技术进行变更创新。在电力企业的电力营销工作中，一个关键的环节是对电能的用量进行计量，利用电能计量系统正常开展计量工作对于电力系统的正常运行、电力企业的日常运转具有非常重大的意义。随着人工智能技术以及大数据等信息技术的发展，以及电网企业提质增效的要求，电能的计量工作正向着信息化、智能化、数字化的方向发展。当前运行中的数字化电能计量系统仍有不完全成熟技术的应用，因此而产生的，数字化电能计量系统工作中，可能会出现意外故障导致电能计量失效，从而进一步影响电力营销工作甚至对电力企业、人民生产生活产生损失，造成不良后果。因此在工作中，对数字化电能计量系统故障有必要进行细致排查，之后在针对不同故障产生的原因来采取不同的解决措施。
关键词:数字电能计量；系统故障；现场排查
1 引言
近些年来我国加大了对智能变电站的建设，在变电站智能化建设发展与推广的过程中数字化的计量系统以及得到了大范围的推广运用，我国在电能计量这一领域得到了巨大的发展。但是我国的数字化电能计量处于一个应用发展的阶段，相关的处理技术发展的还不够完善，在进行数字化电能计量工作的过程中，难免会出现一些故障与问题。当我们遇到这些故障和问题的时候我们要能够理智的面对，能够对故障进行相关的分析，找出导致故障产生的一些原因，并根据这些原因制定相关的解决对策。
2 数字化电能计量系统简介
数字化计量系统是由许多部分组成，由于计量点电压等级的不同和相关接线的差异，这就会在一定程度上使得计量系统的物理结构发生一定的变化，同时也在一定程度上增加了智能变电站计量运维工作的难度。在现阶段变电站的发展过程中，所采用的大多数电子式的互感器，分别是电子式电压互感器和电子式电流互感器，经过着两个互感器处理订单信号能够在后期被合并成一个合并单元来进行进一步的处理。在进行信号传输的过程中所采用的介质传输设备是光纤，光纤的出现以及使用对于电力行业的发展来说是一种革命性的突破，它在一定程度上大大的提高了电力系统的传输以及工作效率，能够大大的减少在电力传输过程中产生的损失，同时对相关的信息进行快速的传递，也在一定程度上大大的提高了工作效率，除此之外，在进行数据传递的过程中，还需要布置几个交换机来保证工作的正常进行。
3 故障描述及原因推测
当运维人员按照工作计划，将变电站原来的110 kV和220 kV两个电压等级的数字化电能表全部拆除，更换为另一个厂家的数字化电能表。更换完毕后，接通电能表电源，发现1号计量屏柜内的110kV电压等级数字化电能表不能正常工作，具体表现为数字化电能表的运行灯熄灭，表明数字化电能表没有接收到可以解析的采样值报文，而旁边计量屏柜内的220kV电压等级数字化电能表工作正常。根据信息传输过程分析，数字化电能表接收不到可以解析的采样值报文，原因主要有两类，一是通信链路故障，二是通信协议不匹配。后者原因比较单一，前者又分为多种情况，例如发送采样值报文的设备故障，采样值报文未发出；光纤断线或损耗过大，采样值报文未到达数字化电能表或到达时光功率过小；数字化电能表端接线错误等。
4故障排查
4.1常规性排查
数字化电能计量系统故障排查并不复杂，只要通信协议一致，通信链路正常，参数配置正确，就能保证数字化电能计量系统正常工作。第l步，排查通信协议和参数配置。
西泾变电站采用“三层两网”设计方案，SV网、GOOSE网和IEEE 1588网三网合一，采样值组帧协议遵循IEC 61850—9-2(LE)。使用手持式报文分析仪，查看光纤配线单元的尾纤输出，将接收到的报文按照协议分类，可以看到I gC 61850采样值报文、G00SE报文、PTP对时报文。检查数字化电能表的参数配置，与协议配置一致。为了进一步验证数字化电能表通信协议的一致性，按照抓取的报文格式，用报文发生装置产生报文输入到数字化电能表，观察到数字化电能表正常工作。因此，排除通信协议不一致。第2步，排查通信链路。实际上，用网络报文分析仪可以抓取到采样值报文，已经表明采样值可以正确发送到光纤配线单元。那么剩下两个原因，分别是错误接线和尾纤输出的光功率过小。首先检查接线。数字化电能表的输入端子是一对光口，但在西泾变电站内数字化电能表采用单光纤输入。由于I EC 61850采样值传输直接映射到链路层和物理层，单向发送，没有TCP／IP双向握手环节，所以理论上一根光纤即可实现数据传输，但单光纤仍然可能导致无法通信崎1。为了验证现场工况下单光纤能否正常通信，用手持式报文分析仪通过单光纤接到光纤配线单元，可以正常抓取报文；通过单光纤连接报文发生装置和数字化电能表，也可以正常接收报文。两次测试结果表明，现场的数字化电能表使用单光纤输入可以正常工作。而且220kV计量屏内的数字化电能表均采用单光纤输入。因此，排除接线错误。其次测试光功率。用光功率计分别测试了110 kV和220kV计量屏尾纤输出光的光功率，分别为一29．95 dBm和一32．11 dBm。也就是说，110 kV计量屏的尾纤光功率反而强于220 kV计量屏的尾纤光功率，但均已经接近相关标准所规定的临界值旧一。由于两个规格的数字化电能表所使用的光模块为同一型号，结合实测结果，可排除光功率过小导致数字化电能表接收不到报文。
4.2进一步排查
在常规性排查步骤结束后，故障排查实际上进入僵局。到达数字化电能表的光功率足够大，通信协议也一致，但110 kV电压等级的数字化电能表无法接收到报文。为发现排查过程中存在的问题，制定下一步工作方案，对排查过程进行了分析和梳理。西泾变电站前期投运的数字化电能表是SC接口，所以，光纤配线单元的尾纤均是SC接口，使用的手持式报文分析仪也是sC接口。而更换新的数字化电能表是ST接口，所以需要使用光纤法兰和跳线将SC接口转换成ST接口。在进行第1步时，信号取自SC接口的尾纤，而在进行第2步时，实际上多了一个接口转换法兰和光纤跳线。因为在第2步中，光功率测量值足够大，所以忽视了光纤跳线可能存在问题。仔细观察进光纤配线单元的光缆标牌，发现光缆是4芯多模铠装阻燃光缆，而光纤跳线使用的单模光纤，问题很可能就是这根单模光纤跳线引起。使用一根足够长的双模光纤，从光纤配线单元引出，连接到数字化电能表，发现数字化电能表能正常工作。至此，故障排除。
5 结束语
电力对于国家的发展以及经济的建设来说都是非常的重要的，而数字化电能表在电力行业发展的过程中有着非常重要的作用，所以我们要能够及时的对电能表中存在的故障进行排查分析，以此来保证电能表的正常使用。
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