电能计量采集中的故障诊断与处理策略研究

　　李汉

　　【摘 要】在我国经济飞速发展的背景下，对电力的需求不断提高。电能，作为支撑社会生产与日常生活的关键能源，其市场地位稳固，不可动摇。在电力企业执行电能计量与收集任务时，其运维质量直接关系到客户的切身利益与企业的长远发展。鉴于此，为了推动电力企业的健康发展，必须高度重视提升电能计量与收集的运维质量。本文将简要探讨电能计量与收集的相关问题，并提出一些企业提升运维工作水平的具体策略。

　　【关键词】电能计量；采集运维；故障处理

　　引言

　　在现代电力系统中，电能计量采集是确保电力供应与消费透明度的重要环节。随着智能电网的普及，电能计量的准确性与可靠性直接关系到电力运营的效率与安全。然而，电能计量系统在运行过程中可能遭遇多种故障，如设备故障、通信异常及数据传输错误等。这些故障不仅影响计量数据的准确性，还可能导致经济损失和用户信任的下降。因此，及时有效的故障诊断与处理策略显得尤为关键。通过深入分析故障的成因与表现形式，结合先进的技术手段，可以实现对电能计量采集系统的智能化监控与维护，从而提高电力系统的整体运行效率和安全性。

　　一、电能计量采集方法

　　（一）传统手工记录电量表读数方法

　　在电能计量的数据收集阶段，该方式属于一种古老且落后的技术手段。用户消耗电力时，供电公司会在居民住所安装电量表。在执行记录电量表读数的任务时，记录人员必须亲自走访各个用户家庭，手动记录每个电表的读数。这种电力计量手段既消耗时间又消耗体力，还使得记录工作变得更为复杂，并且容易发生记录错误。目前，除了个别区域还在保留这种记录方式，它已经被逐渐淘汰，退出历史的长河。

　　（二）基于IC卡的电能计量方法

　　该技术目前较为普遍，其与传统的计量手段相比，最突出的差异在于它支持电费的预先支付。每位居民都配备有一张专属的IC卡，该卡与用户的个人信息紧密绑定。在居民消耗电力时，必须先行充值电费，系统在计量的同时同步扣除相应费用。这种方法相较于传统的人工抄表，不仅大幅减少了人力成本，也极大提高了电量计量的精确度[1]。

　　（三）智能抄表技术

　　作为科技进步和社会发展的结晶，该种电能量测采集手段展现了极高的精确度、准确性和效率。在日常应用中，通过将电表与数据记录设备联网，便能完成电力的自动监控与智能化计量。随着电力市场的迅猛增长，这种集科技、信息、网络技术于一身的先进电能量测采集系统，其重要性日益凸显，并将扮演更为核心的角色。

　　二、电能计量采集中的故障问题

　　（一）计量装置偏差问题

　　电能表的测量原理基于电压与电流连续相乘的累积值来计算电能。因此，在设定的时间范围内，通过预设的采集频率，对电压、电流以及功率因数进行记录，进而依据这些数据来确定相应时间段的用电量。将计算出的理论用电量与电能表显示的读数进行对比，以此来判断电能表的准确性。当电能表处于非正常运转状态，即潜动状态时，理论用电量应为零，但表盘读数却非零；若电能表的误差较大，则理论用电量与表盘读数之间将出现显著的差异；若电能表停止运转，理论用电量非零而表盘读数却为零。在这种对比分析过程中，需要对电压与电流的测量数据进行精确性核实。为此，要将邻近测量点的电压信息进行对照，或者在实地操作中反复进行测量，以保障所得数据的准确无误。同时，电流数值的正确性也可以借助数学计算来检验。在标准条件下，不同电路的电流总和应当与该电路的总电流数值保持一致，这一标准可用于判断各分支电路的电流数据是否准确[2]。

　　（二）计量回路故障问题

　　电力计测体系涵盖了电压与电流的检测回路，这两个回路是保障电力计测准确度的关键要素。若这些回路发生故障，便会对电流及电压信息的收集产生直接影响，进而干扰到电力计测的精确性。在居民日常用电场景下，因为负载和电网状态的波动性，电压通常会有微小的波动。若线路电压长时间保持不变，则可能表明该线路存在异常。以某用户的三相线路为例，X相电压为2.5伏，Y相为237.5伏，Z相为235.7伏。通过比较，Y相和Z相电压正常，而X相则出现了欠压现象。观察电压数值的变动，虽然能够初步推断X相存在疑虑，但要确认计量装置是否精确地记录了电能消耗，还需对电流数据进行分析。假如三相线路中的电流数值相差无几且未超过正常范围，那么可以初步排除超负荷的疑虑。假定X相的电流为1.58安培，Y相为1.42安培，Z相为1.51安培，三相电流相差微小，显示出电流运行在正常范围内，然而X相在电量计量上显示出不足。这种情况在故障中较为普遍，因为一旦计量设备的电压回路出现异常，就不可避免地会产生计量偏差，这也是电力盗窃行为易于出现的一个环节。在电能计量的管理过程中，如果能够及时识别异常并缩短故障处理时间，就能有效降低由于计量不准确而造成的损失，避免发生重大安全事故。

　　（三）设备配线不正确

　　在各种类型的故障中，接线故障相当普遍，主要涉及电源线、电压线和三相顺序的不正确接线。本文以一个供电单位通过计量自动装置收集到的L型客户的电流异常资料作为例子，发现在一定的时间点内，X、Y相的电流为负，Z相的电流为0。技术人员检查了这名使用者的当前记录，没有找到任何与此相似的情况，也没有任何的备份。现场检测后，认为变压器设备出现了问题，是由于在换相时由于线路接线不当而引起的。由此可以看到，采用测量自动化系统对电网末端的电流流动进行全面的分析，可以快速地对当前的电流变化进行准确的定位和处置，有效地提高了错误处理的效率，缩短了系统的异常周期[3]。

　　（四）负荷不平衡

　　负荷不平衡现象会加重变压器及其它设备的损耗，甚至造成设备的损伤。在实际生产过程中，由于客户的用电习惯变化，使其具有较大的波动性，所以有必要对其进行实时监测。利用该系统，可以实时地获得电网中的电压、电流等参数，对电网的负荷情况进行分析。在低压电力系统中，通过观测电流的变化，可以判断出负载的状况，因为电压相对稳定。当发现有较大的负载不平衡时，有关人员必须马上采取行动，根据三相负载的平均数，对每一相的负载进行调节，努力向平均水平靠拢，从而达到负载平衡。根据该模型，可以从每条支路的单相用户中选择最接近平均值的负荷资料，并对其进行精细调节，以保证最大限度地平衡负载。

　　三、电能计量采集中的故障预防与处理措施

　　（一）加强电力设备运维管理

　　鉴于众多监测装置与仪器在供电及发电企业中的广泛应用，对这些测量设备的维护管理不容忽视，必须采取有效措施防范人为损坏及自然环境的不利影响。通过实时监测，电力企业及用户能针对实际情况采取相应措施，保障电表正常运作。为提升计量工作的安全性与精确度，电力企业应及时更新那些损坏或老化的仪表设备，同时，一旦发现计量仪器出现故障，应迅速展开维修工作。若在此过程中遇到贸易结算方面的疑问，须严格遵循《中华人民共和国电力法》的相关规定处理。此外，强化对计量运维技术的监管力度。员工一旦发现或接收到故障信息，应立刻向测量站点报告，并迅速赶赴现场进行故障排除[4]。

　　对各类测量仪器及次级电路进行周密审查，深入挖掘故障的根源，并实施有效的处理措施。电力行业的从业人员也需周期性地执行自我检查，增强责任心及风险防范意识，保证依照精确的计量标准执行核算。如果在审查过程中察觉到数据异常或窃电现象，必须立刻将核算结果上报至相关政府机构，并启动调查程序。调查结论需经过签字认可，以保障信息传递的准确无误。在这一过程中，我们将对测量仪器失效的时间节点和成因进行详尽分析，并妥善保存相关档案。针对窃电行为，电力管理人员将立刻实施监管措施，一旦发现异常情况，迅速启动调查取证工作，并在事后做好必要的文档记录与确认签字。

　　（二）强化电能采集运维效率

　　在追求提升电力采集与运维的效率上，积极引入前沿科技，将其与电力管理相结合，以先进技术为支撑，对电能计量进行优化，旨在减少工艺流程中的成本投入，间接降低人力及电力的总体费用。通过采纳智能化的电能计量手段，不仅提升了测量效率，还减轻了电力行业员工的工作负担，智能化的电能量计算减少了人工操作中可能出现的误差，从而显著提高了电力采集与运维的整体效率。此举亦有助于重新审视电力企业的经济收益状况。

　　目前，电力企业在电力的收集、运行及维护方面尚处于发展阶段，对于潜在故障的预测与控制能力不足，这可能会引起测量和采集过程中的某些波动。然而，企业可以通过实施有效措施，预防故障的发生，比如对现场二次负荷和电能设备进行细致的检查，并定期对计量设备进行检验，以避免计量工作中出现偏差。此外，为了更精准地控制计量因子，一旦互感器出现变动，便需重新计算并对比其放大倍数。在功率测量方面，重点在于测量设备的性能，强化对设备安全的保障与管理。提升测量精度对于塑造电力企业的良好形象具有至关重要的作用。

　　（三）提高电能载体的容量

　　在信息化时代的背景下，电力计量的日常工作显得尤为重要，它对从事能源行业的专业人员提出了更为严苛的职业素养和技术要求。电力系统的运维人员需不断提升自身的职业技能，强化基础知识与技巧，以跟上科技进步的步伐。面对电力计量维护技术革新的新局面，通过强化电力系统运维人员的职业素养，提升电力计量、数据采集和传输的整体服务质量，进而促进能源使用的优化升级。

　　（四）建立实地巡查机制

　　定期派遣维护人员对作业场所进行周密巡视，持续对采集作业进行监督管理，对特定平房及休憩区域进行重点检查，确保智能电表及采集系统的正常运作不受干扰。在巡查过程中，对发现的故障和问题进行迅速处理，以规避可能出现的时效延误和经济损失。同时，通过优化信号传输，有效提升了产品在市场上的竞争力。尤其在粉尘较多的石材加工厂、磁材生产厂等恶劣工作环境中，特别安装了移动式的密封检测箱，并定期进行清洁维护，以及监测电表和采集设备的性能状态。

　　（五）智能能源融合创新

　　随着科技日新月异，电力企业计量领域采纳了众多前沿设备与先进技术。特别是对Central时钟管理系统的深度应用，实现了电能数据的精准搜集，大幅提升了智能化与集约化程度，同时有效降低了人工智能应用成本。通过这一举措，电能计量与收集工作得以高效推进，工作效率显著提升。在电力公司的发展与整合进程中，这一创新举措显著增强了数据采集能力，为电力企业的电力管理打下了坚实基础。

　　四、电能计量管理的发展趋势分析

　　（一）智能化抄表功能

　　传统计量手段多依赖群组数据交换模式。而在智能计量自动化领域，信息传输借助无线电波实现分组与传播，极大提升了作业效率。依托于移动网络与无线通信技术，系统具备识别并绕过障碍物的能力。在实际操作中，工作人员挑选适宜的计量策略，对配电变压器进行实时监控，强化电力负荷管理，并优化无线数据传输，从而全面提升作业效能，显著减少后续维护开支[5]。

　　（二）自动化数据采集和传输

　　工程师通过远程操控技术提升了作业效能，成功减少了误差，确保了电力计量的精确度。此外，智能电表对各个配电变压器的总功率进行了详尽的统计，直观地展示了真实用户数量。精确的电力监控有助于杜绝窃电行为。一旦发现电力使用异常，可借助电流检测等手段追踪并解决涉及的用户。在此基础上，技术专家通过电脑调整电表的时间与频率设置，实现电网的自动监控，确保信息的准确性，并有效控制测量误差。

　　（三）安装防盗测量头

　　输入端设有两种信号通道，分别是电压和电流，其中一路负责搜集检测电压及电流的信号，另一路则负责搜集电源的电压和电流信号。该测量芯片利用比较器对输入信号进行检测，以此防止用户采取间接或截取的方式。此外，若两个输入通道的同一信号数据相差超出预设的基准值，电表将触发报警，从而有效遏制窃电行为。为了提升管理效能，技术人员将短距离无线通信与M总线技术融合，打造了一套传输速率快、效率出众、稳定性强、操作便捷的自动化监控系统。该系统能够完成电表数据的采集，并能将数据远程传输至服务终端，确保了工作的高效率运行。

　　结语

　　在国家经济体系中，电力行业占据着重要的地位，与民众的日常生产和生活紧密相连，所以必须高度重视电力系统的测量、数据搜集和系统维护工作。如果忽视了这些环节，不仅会对电力系统的稳定运作带来负面影响，还可能对国家经济的持续增长造成重大障碍。此外，相关部门需强化对电力设施的管理力度，在设备发生故障时，应迅速采取技术手段进行修复。

　　参考文献

　　[1] 李云鹏,金旭荣,张鑫瑞.基于并行计算的电能计量装置故障诊断技术研究[J].电测与仪表,2022,59(12):96-102.

　　[2] 何海航,何泽昊,李华,等.电能计量装置故障诊断中ISOA-SVM算法实现[J].电子测量技术,2022(12):045.

　　[3] 张荣浩,曹健,庄明振,等.基于计量采集系统的电能计量异常诊断技术分析[J].集成电路应用,2024,41(03):270-271.

　　[4] 刘胜男,蔡永梅,李敏,等.电能计量互感器二次回路故障远程诊断方法[J].计算技术与自动化,2023,42(01):33-38.

　　[5] 王朝阳,张红.关口电能计量装置智能故障诊断及预警技术[J].通信电源技术,2023,40(11):231-233.