（贵州电网有限责任公司铜仁石阡供电局 贵州铜仁 555100）
摘要：随着智能电网的不断发展，智能电能表的应用越来越广泛，在电能计量工作中时常遇到各种类型的智能电能表运行故障。智能电能表运行中常发生的故障包括黑屏、乱码、电量无法抄读、电池欠压、走字快等等，下文就分析造成三相三线电能变反向有功走字的原因并提出相应解决方法，旨在减少电能表运行故障率。
关键词：电能表；变压器空载；反向有功走字
一、电能表变压器空载反向有功走字
随着电力技术的高速发展，智能电能表在电力行业得到了广泛运用。成熟的计量自动化系统，可以对电能表电压、电流、相角等电气参数进行实时采集和监控，快速监测出反向有功走字。反向有功走字会影响电量结算，导致台区线损异常，造成供电企业经济损失。在计量回路接线正常的情况下，还会有少数电能表反转的现象，常常让计量人员多花费精力予以关注。例如，某一县级供电企业，辖下高供高计的专变计量点多达一千余户，存在微量反向有功电量的电能表达58个，多数是运行在极端条件下，测量误差和负荷不平衡所致。系统监测到反向有功走字异常后会发出工单，但常常将其误判为异常。本研究的目的就是排除误判，筛选真实的异常走字，从而节约分析时间、节省人力，提高工作效率。
二、三相三线电能表变压器空载造成反向有功走字原因
1、扰动因素分析 。当现场三相电能表长期运行于微小负荷、功率因数偏低或接近零的工作状态时,即相电压、电流夹角位于90度附近，处于I、II象限临界点。如图1所示，当相位角在红线标注位置附近（DL/T645-2007规约四象限）时，在此低功率因数状态下，相位角微小变化(受外界潮流、空载变压器或电网上感、容性设备影响)，会从Ｉ象限跳变到II象限；电表计量采样速度是毫秒级的，会把该瞬间抖动产生的反向电量记录下来。
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图4 相位图
在低功率因数和小电流的作用下，此种工况运行情况较为复杂，这时表计的采样周期阀值如果设置比较小，那么表计的采用灵敏度会很高，采样周期阀值决定了一个单位时间内能采集到多少个最小当量电量信号，通常表计设计时都会基于标准的要求对于轻载状态下、低功率因数下的采样做一定的筛选，这样做的目的是考虑的计量的公平性，排除干扰。三相三线二元件电能表中若某一元件计算功率为负值时，电能表会自动判断该元件相位角的位置，如下原理公式：
当Ｐ１＜０，即ｃｏｓ（３０°＋φａ）＜０，则有：
９０°＜３０°＋φａ＜２７０°
６０°＜φａ ＜２４０°
又因φａ为 Ａ 相功率因数角，故： -９０°≤φａ ≤９０° 所以有：
６０°＜φａ ≤９０°故在６０°＜φａ≤９０°情 况 下，一元件计量功率为负，就出现反向电量。
变压器在空载条件下相当于一个纯感性负载，除了铜损、铁耗等有功部分外，基本上是励磁电流，因此变压器空载电流滞后相电压，即在变压器空载条件下会出现φ角大于６０°情况。当变压器轻载或空载运行时，若用户的无功补偿装置发生故障或未按功率因数进行相应投切，则会发生无功过补偿情况，此时电流超前于电压，φ 角就有可能出现小于-６０°的情况。
因此工况下反向功率微小，周期阀值小，会概率性出现一个采样周期累加不到一个最小当量的反向电量，这部分反向电量就会单独保留下来，我们可以通过调整采样阀值参数使得这部分反向电量不会累加上来，目前表计采样的最小能量为1个脉冲的64分频，采样周期为100毫秒，基于现场工况，调整后按照一秒作为一个采样周期，且结合脉冲阀值更新能量。
2、正向计量不受影响分析。当前表计的处理方式是：目前表计采样的最小当量为1个脉冲的64分频，在低功率因数时，由于电量走的慢，可能会出现在电表一个采样周期内，未产生一个最小当量的正向能量，此时反向的最小当量能量没有被抵消，对于正向电量，会在最小当量累计到1个脉冲的电量时再统一处理一次，这种处理方式也是目前多功能表的处理方式，助于屏蔽扰动产生的影响量，所以计量是准确的。基于此，我们建议对于按正向电量收费的情况，是无需追补的。
通常情况下，为保证线路及用户功率因数满足电网的运行要求，一般都是要求用电分界点上加装无功补偿设备，这样可以提升功率因数示值，减少损耗，而无功补偿装置在轻载状态下存在过渡补偿的情况，这个案例已经很多了，通常的处理方式是，在轻载状态下将无功补偿装置停用即可。
三、针对电表存在的问题应采取的处理措施
1、对智能电能表结构材质、继电器进行检测。生产智能电能表时，应该先对表面进行检查，比如表盖、端子座、表壳螺丝等，然后要检查电能表里边，确保里面没有缺失以及损伤，确保它具有良好的性能，优秀的质量以及较强的适应性，从而减少故障。
2、更新技术，开发现场服务设备。当前为保证智能电表的安全性和稳定性，智能电表的跳闸和合闸都需要严格的安全认证程序，所以在具体的智能表安装和问题处理过程中，一旦智能表出现内置继电器跳闸处置现场没有能力合闸，只能以换表的方式进行解决。这就导致智能电表的实际处理活动效率和质量降低，所以在智能电表的安装和问题处理过程中，设置一种现场服务设备十分必要，借助现场服务设备的支持操作者可以对存在继电器合闸问题和继电器意外合闸现象进行现场处理，而不必经过复杂的换表过程，大大提升了智能电表的故障解决能力和现场服务能力。
3、不断提升软硬件可靠性设计。针对当前智能电表运行中经常出现的内置继电器误动作和不可靠动作问题，智能电表内部应该设置有内置继电器动作的保护机制，对继电器的动作原理和动作机制进行严格的监测，切实降低继电器的虚警信号发生频率，保证内置继电器不会发生误动作或者因为环境因素的变化而产生不可靠动作。同时为了提升智能电表的可维护性应该针对智能电表常见的误操作问题和合闸问题设置补救机制，能够依据外部支持信息对误操作和不可靠动作进行复位操作。同时能够在发生继电器上电问题时，完成上电的补动作。
4、继电器控制策略。继电器的控制策略是影响继电器工作质量、效率的主要因素，其在继电器故障中的具体表现是继电器在高负荷情况下的跳闸、合闸动作对直接影响智能表的寿命以及运行安全。所以在智能电表的应用过程中应该对控制策略进行符合应用情况的调整，例如降低继电器负荷标准，当使用电流超过智能电表规定的标准电流以后，达到可能威胁到电能表安全的程度之前就进行相应的跳闸动作以保护用户和电能表的安全。
5、防止继电器故障。（1）合理科学的设计智能电能表控制回路，对于继电器的相关因素进行充分考量。如点容量，激励电路能力、元器冗余度、以及电源负载能力，同时要设计继电器的运行状态检测装置和保护电路措施。（2）合理选择继电器元件，选择高质量、高品质的继电器元件。全面细致科学的进行验收检测，包括对验证电能表控制回路的正确性、对继电器的质量性检测试验。（3）避免长时间的超负荷运转，防止在负载电流较大时进行拉合闸，减少对继电器的损耗。
结束语
总之，开展电能表的监测工作，可将智能电能表接入监控系统，通过系统监测现场运行工况，及时发现并判断计量异常情况，提高数据监控质量，保障电能计量装置准确、安全、可靠运行。根据实际应用效果，改进分析规则，提升告警监测准确性，对于加强对反向有功走字的预防管控，减少电量损失，具有十分重要的意义。
参考文献
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[2]彭立民.一起电能计量异常事件原因分析及处理措施[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2020（17）：73-74.