YC-1891單相校驗裝置故障及檢查方法

廣州供電局有限公司計量中心 陳 寧

1.前言

近年來，廣州城區(qū)安裝電能表數(shù)量逐年增加，2007年廣州供電局計量部檢定電能表達50萬只。面對電能表安裝數(shù)量在不斷增加，而檢定人員并沒增加的情況下，為了提高檢定人員的工作效率，保證大量的電能表檢定工作能按期順利完成，現(xiàn)使用的電能表教驗裝置都采用了誤差自動校驗裝置，并能同時進行24～48塊單相電能表的多表位校驗，并實行一控多臺校驗裝置，實現(xiàn)校驗全自動化。

2.YC-1891單相校驗裝置工作原理

YC-1891系列單相電能表多功能校驗裝置采用標準電能表法直接比較原理檢定電能表。校驗裝置參照國家標準GB/T 11150-2001《電能表檢驗裝置》、計量檢定規(guī)程JJG596—1999《電子式電能表》、JJG307-1988《交流電能表》和行業(yè)標準DL/T 614-1997《多功能電能表》等的要求設(shè)計和制造。

校驗裝置由一體化的數(shù)字合成正弦信號源、高穩(wěn)定度的程控功率源、過載自動保護電路以及電流、電壓輸出變換電路，工作電源電路和標準電能表、分布式誤差計算器等標準計量儀器組成。

校驗裝置采用了先進的數(shù)字合成信號技術(shù)。以功能強大的可編程數(shù)字邏輯陣列芯片為核心組成數(shù)字合成正弦信號源，預(yù)置45.000Hz-65.000Hz頻率范圍、0-360°度相位的正弦信號的設(shè)定點。正弦信號的數(shù)字量參數(shù)存放于特定的存儲器內(nèi)，由一個3600倍頻的時鐘為周期尋址信號，取出數(shù)字量的正弦信號參數(shù)，由兩路數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，得到電壓和電流近似正弦信號，再經(jīng)過有源低通濾波，成為失真度小于0.2%的電壓和電流正弦信號。數(shù)字合成正弦信號源輸出的電壓電流信號的相別、幅值、相位、頻率，均軟件可控。由PC機控制實現(xiàn)電能表校驗所需的負載點要求。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的高穩(wěn)定度直流參考基準保證了正弦信號幅值的長期穩(wěn)定性。

圖1 裝置電路原理框圖

數(shù)字合成正弦信號源產(chǎn)生的電壓和電流標準正弦信號，分別通過各自的反饋補償調(diào)整電路送到電壓功放和電流功放進行功率放大。正弦電壓信號經(jīng)電壓輸出變壓器升壓后送到被校表和標準電能表。正弦電流信號通過升流變壓器升流后由裝置的電流輸出端子輸出，串接各被校表電流線圈后回到升流器。輸出電壓、電流信號經(jīng)電流、電壓反饋采樣互感器采樣，反饋回功放前級的反饋補償調(diào)整電路。裝置的監(jiān)視表（或標準表）提供輸出實時監(jiān)測。校驗裝置的軟硬件設(shè)計，使輸出電壓、電流、相位、頻率均具有滿意的設(shè)置精度和調(diào)節(jié)細度，并保證了裝置具有較高的輸出穩(wěn)定度和較低的失真度。

YC-1891單相電能表多功能校驗裝置采用“高頻脈沖數(shù)預(yù)置法”計算被校表的相對誤差γ(%)。標準電能表的高頻脈沖信號送入誤差計，當被校表轉(zhuǎn)完一定轉(zhuǎn)數(shù)（或脈沖數(shù)）時，誤差計讀出累計的高頻脈沖數(shù)作為實測高頻脈沖數(shù)m，再與預(yù)置（算定）的高頻脈沖數(shù)m0相比較。按公式1計算被校表的相對誤差γ(%)：

式中：γ0——標準表或校驗裝置的已定系統(tǒng)誤差（%），不需更正時γ0= 0 ；

m——實測高頻脈沖數(shù)；

m0——預(yù)置（算定）的高頻脈沖數(shù)，即“標準預(yù)置數(shù)”。標準預(yù)置數(shù)按公式2計算：

式中：CHO：標準表的高頻脈沖常數(shù)(PH/kW·h)；

N：被校表的低頻脈沖數(shù)，即“校驗圈數(shù)”；

F：被校表低頻脈沖分頻系數(shù)；

a：被校表額定電流；

a’：實際電流檔位；

CL：被校表的低頻脈沖常數(shù)(PL/kW·h)；

KI：電流互感器變比，對寬量限標準表KI=1；

KU：電壓互感器變比，對寬量限標準表Ku=1；

JN：接線系數(shù)，對三相四線有功表JN=1。

裝置電路原理見圖1。

3.校驗裝置的操作步驟

3.1 使用前的檢查

首先檢查被校表的螺絲全部打緊，并選擇對應(yīng)的電流接線柱，從而保證通過最大電流的校驗。將被校表放置在第1表位，移動電流接線柱及將壓表塊對準刻度調(diào)整到掛表最佳位置并固定，要保證掛表的平面性和垂直性。然后依此將各表位接線柱和壓表塊調(diào)整且定位。掛滿后被校表逐一擰擺，保證每表位接觸性良好。校驗電子表時要求連接好各表的脈沖線和485線，逐一檢查連接且保證正確。

校驗裝置通電后檢查監(jiān)視表及標準電能表的顯示是否零狀態(tài)，標準電能表的電流接線端不能有松動現(xiàn)象，以防標準電流互感器二次開路。先升100%電壓、后升100%電流進行色標或脈沖調(diào)整。

做好以上檢查工作后，將裝置連接方式從手動調(diào)整為微機方式，在電能表校驗管理軟件中選擇被校表對應(yīng)的校驗方案即可進入自動校驗過程。

3.2 校驗過程的注意事項

校驗裝置正常輸出時，電壓端子不得短路，電流端子不得開路。如發(fā)生電壓端子短路或電流端子開路的情況，一般不會對裝置造成損壞，裝置完善的保護電路將起作用。但電流正常輸出時突然開路，可能產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，會危及操作者。若保護電路出現(xiàn)故障，不能夠起到保護作用時，裝置的升流器會因輸出開路而很快發(fā)熱燒毀。因此，使用中應(yīng)當盡量避免這種情況發(fā)生。

由于被校表種類繁多，接線孔的大小形狀不一，如果不擰緊表上的壓緊螺釘，可能會出現(xiàn)接觸不良，電流回路接觸電阻過大，致使裝置的電流輸出升不到100%滿量限值，甚至出現(xiàn)電流回路開路現(xiàn)象。特別是大電流輸出時，電流接表棒會很快發(fā)熱，嚴重時將會燒毀被校表。

裝置上配置的標準電能表在工作時，一定要開機通電后才能輸入信號，如果在未通電工作時輸入信號，可能會損壞標準表。

4.故障分析

4.1 開機報警

原因分析及檢查方法：故障發(fā)生在電源回路，檢查電源整流板、功放回路是否有短路；故障發(fā)生在電壓功放和電流功放回路，檢查電壓功放輸出是否嚴重自激和電流功放輸出是否嚴重自激。

4.2 升不到電壓或帶不起負載

原因分析及檢查方法：故障是被校表壓接時接觸不良或某一個表位有開路現(xiàn)象，檢查被校表電流接線是否良好，電子表是否容性負載過重，調(diào)整裝置電壓容性反饋補償，特別是帶自動短接裝置。故障發(fā)生在升壓器和升流器，檢查升壓器輸出壓降，是否超出最大輸出，是否負載過重；檢查升流器輸出壓降，是否超出最大輸出，是否負載過重，特別是壓接式掛表裝置。

4.3 升電壓報警

原因分析及檢查方法：故障是被校表的電壓線圈短路，檢查被校表電壓線圈是否有短路現(xiàn)象。故障發(fā)生在電壓輸出和電壓功放輸出，檢查裝置的電壓輸出回路是否短路；功放管是否損壞；功放電路是否有較大直流輸出或自激；故障發(fā)生在采樣PC、升壓器和標準表，檢查采樣PT的1V是否正確；標準表采樣PT是否有短路；升壓器一次回路是否有短路。

4.4 升電流報警

原因分析及檢查方法：故障是被校表的電流線圈開路，檢查被校表電流線圈是否有開路現(xiàn)象；故障發(fā)生在電流輸出和電流功放輸出，檢查裝置的電流輸出回路是否開路，功放電路是否有較大直流輸出或自激，功放的推動管、功率管是否損壞。故障發(fā)生在采樣CT、升流器故障，檢查采樣CT的1V是否正確；升流器一次各繞組是否有短路。

4.5 誤差偏大或誤差不穩(wěn)定

原因分析及檢查方法：故障是光電采樣器，檢查對光是否良好，設(shè)置為每一圈采一次樣，觀察是否正常采樣；故障發(fā)生在誤差計或標準表，檢查誤差計校驗參數(shù)設(shè)置是否正確，標準預(yù)置數(shù)是否正確；脈沖輸入是否正常。標準表是否超差，接線是否正確，高頻脈沖輸出接線是否良好；故障發(fā)生在自動色標繼電器，檢查自動色標繼電器是否誤動作或未脫開，造成分流，檢查計算機IC片程序。故障發(fā)生在電壓互感器，檢查電壓互感器各電壓端是否接錯線或有松動。

4.6 無誤差顯示

原因分析及檢查方法：故障發(fā)生在標準表脈沖，無標準脈沖時誤差顯示為“------”拔掉標準表脈沖插頭檢查有無脈沖輸出；檢查通信板及表架脈沖通道。故障發(fā)生在被校表脈沖，檢查多路脈沖轉(zhuǎn)換器，插座是否接觸不良，插座腳是否虛焊，脈沖盒上的工作燈亮否。故障發(fā)生在誤差計主板，檢查誤差計主板有無器件損壞，部分誤差顯示沒有時才有可能誤差計主板壞。

5.結(jié)束語

以上僅是對單相校驗裝置在校驗過程中出現(xiàn)的故障進行了簡單的分析和檢查處理，不夠全面。因此在日常校驗過程中應(yīng)注意裝置的清潔，擦拭裝置時要在斷電并拔下電源插頭時進行。工作時應(yīng)注意不要有細銅絲或其他導(dǎo)電體從臺面板的縫隙中掉入裝置內(nèi)，以免引起電路短路而損壞裝置。使用中發(fā)現(xiàn)裝置電壓、電流輸出不正常，應(yīng)立即將輸出降為零，或關(guān)機檢查和排除產(chǎn)生故障的原因。定期對裝置進行維護和巡檢，杜絕故障發(fā)生，對裝置的正常運行有著重要的作用。

[1]廣州市格寧電氣有限公司.YC-1891系列單相電能表多功能校驗裝置使用手冊[S].