摘要：本文介绍一起电能量采控终端压敏电阻故障，根据故障终端拆回解体操作及变压器励磁涌流仿真分析，得出造成该终端故障的主要原因，并提出相应防范措施，以保证电能量采控终端安全稳定运行。

    电能量采控终端是远程采集电能表内数据、每日上报零点冻结表底及执行采控主站下发命令的设备。10kV配电台区安装使用的电能量采控终端具有远方抄表、电能计量、电能质量监测、数据主动上报、防窃电监测、需量统计等功能，按用户类型分为变电站／大客户终端、公变终端、专变终端。其中专变型电能量采控终端安装在供电企业与专线用户电力设施产权分界点处，按电压等级分为3×57.7V与3×220V/380V类型。
    由于配电线路运行环境复杂及设备质量问题，电能量采控终端会出现通信异常、死机、黑屏、软件异常等故障，导致设备无法正常使用。在正确接线情况下，电能量采控终端较少发生烧毁事故，但事故危害严重，可能对现场作业人员造成人身伤害。本文将针对一起电能量采控终端故障，分析其原因并提出防范措施。
    通常，造成采集终端／电能表烧毁的原因有：变压器绕组短路、电流电压取样虚焊或断开、电压分压电阻断裂、过电压导致热敏电阻击穿、继电器触点接触不良、电池布局不合理等。

    1 故障描述
    某供电所所属专变终端出现通信中断故障，电能量采集与监控系统无法远程采集数据。经核实为终端硬件故障，需更换。拉闸停电后，拆掉旧专变终端，在按原接线方式更换上同型号新专变终端后恢复送电。合闸后，专变终端有异响，备用电池及表盖弹出，后面板烧黑，之后再无其它异常发生；与专变终端并列运行的电能表运行正常，无异常报警。

    2 拆解分析
    电能量采控终端由开关电源／变压器、基本计测单元、主控管理单元组成，其工作原理如图1所示。

    根据电能量采控终端工作原理，对该故障终端进行拆解检查，它有两层主板。第一层主板包括32位系统芯片、采样芯片、串口、显示器等，是采控终端弱电部分；该层正常，未有灼烧痕迹。第二层主板包括电阻分压网络、电流互感器等基本测量单元，是采控终端的强电部分；该层有明显放电烧焦痕迹。
    采控主站远程采集到该终端运行电压最高值为253V，最低值为227V，其中，最高值高于正常工作电压（1. 1Un），低于极限工作电压（1. 3Un）。检查测控保护信号，未发现有瞬时过电流及过电压信号，排除外部电压故障导致终端烧毁的可能性。该终端附近无谐振源，故不存在谐振回路导致过电流问题。检查外观，主板上的电流线与电流互感器（TA）连接牢靠，均为导通状态，且现场电流流向为TA二次侧S1端子一电能表一专变终端一TA二次侧S2端子，故排除外部电压线误接入电流端子情况。变压器、继电器无放电灼烧痕迹，排除变压器绕组短路和继电器触点接触不良情况。主板上电压线有明显灼烧痕迹，一片压敏电阻烧毁。由于电压回路处于断开状态，因此该故障没有进一步发展。

    3 涌流分析
    该终端通过变压器二次侧取得电压，通过电流互感器取得电流，变压器运行工况决定了其能否安全稳定运行。变压器空载合闸励磁涌流作用到电流互感器一次侧，会对二次设备产生影响，而变压器铁心饱和是引起励磁涌流的根本原因。下面分析单相变压器空载合闸时铁心中磁通量φ的变化。

    假设电压以正弦规律变化：
    变压器空载合闸铁心磁通量φ与合闸瞬间相位角a有关。若合闸瞬间相位角a在电压过零点，则变压器内暂态磁通量在合闸后0. 25个周期时刻达到最大值，铁心磁通量饱和并产生励磁涌流，其数值为变压器额定电流的6～8倍。
    变压器一、二次侧额定线电压分别为10. 5、0. 4kV；计量专用电流互感器的变比为100/5，一次侧电阻取0. 2p. u.，电感取0. 008p. u.。在MATLAB/Simulink平台搭建单相变压器模型如图2所示。

    变压器励磁涌流具有间断角，在达到最大值后逐渐衰减至稳态，仿真结果如图3所示。

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