一起電子式三相電能表故障分析

汪 萍，金 萍

（南京供電公司，江蘇 南京 210008）

1 故障現(xiàn)象

電子式電能表不僅具有計(jì)量電能功能，還具備通信功能。電能表設(shè)計(jì)程序上的缺陷，在現(xiàn)場(chǎng)特殊的條件下，易產(chǎn)生計(jì)量差錯(cuò)。

某年某月，抄表人員發(fā)現(xiàn)某公司安裝的DTS某型電能表計(jì)度器顯示的讀數(shù)和負(fù)控讀出的電量不一致。現(xiàn)場(chǎng)處理發(fā)現(xiàn)有2塊本型號(hào)同廠家的電能表，一塊表計(jì)度器讀數(shù)為340 kW·h，負(fù)控讀出電量為38.28 kW·h，計(jì)度器走字多，負(fù)控讀出電量少；另一塊表計(jì)度器和負(fù)控讀出表底度都為5 069 kW·h，計(jì)度器讀數(shù)和內(nèi)存數(shù)量一致。該用戶采用負(fù)控抄表。初步分析認(rèn)為該電能表故障，將電能表拆回送標(biāo)準(zhǔn)檢定室檢定[1]。

2 故障分析

2.1 計(jì)量故障與負(fù)控終端的關(guān)系分析

檢定室按常規(guī)檢定進(jìn)行走字試驗(yàn)，結(jié)果計(jì)度器所走電量和通過RS485差分式總線通信方式(簡(jiǎn)稱RS485)走的電量一致。送廠家分析，廠家分析認(rèn)為是芯片故障，是個(gè)別現(xiàn)象。繼續(xù)跟蹤更換到該公司的新的電能表，電能表仍然計(jì)度器走字多，而負(fù)控讀出的電量少。由此可見，發(fā)生此類故障應(yīng)該不是個(gè)別現(xiàn)象。對(duì)安裝到現(xiàn)場(chǎng)的同批次其他電能表進(jìn)行核查，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生計(jì)度器讀數(shù)和RS485讀數(shù)不一致現(xiàn)象的電表均與某廠家型號(hào)為SZ-4H的負(fù)控終端連接，而與其他型號(hào)負(fù)控終端連接的電能表計(jì)度器讀數(shù)和RS485讀數(shù)一致。由此可見，該批次電能表的故障與負(fù)控終端的類型有關(guān)。

2.2 計(jì)量故障與通信狀態(tài)的關(guān)系分析

經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拆回的計(jì)度器讀數(shù)和RS485讀數(shù)不一致的電表測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該電表不接負(fù)控終端時(shí)，計(jì)度器讀數(shù)和RS485讀數(shù)的增量保持一致。該電表和其他類型負(fù)控終端連接時(shí)，無論是否通信，也無論通信的頻次高低，計(jì)度器讀數(shù)和RS485讀數(shù)的增量也保持一致。而該電表和SZ-4H型負(fù)控終端連接時(shí)，如果不進(jìn)行通信，不管計(jì)度器讀數(shù)增加多少，RS485讀數(shù)始終不變；而對(duì)電表通信時(shí)，電量會(huì)增加，通信頻次越高，計(jì)度器讀數(shù)和RS485讀數(shù)的增量越接近。

經(jīng)對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)SZ-4H型負(fù)控終端和其他類型的負(fù)控終端確實(shí)存在差別。在非通信狀態(tài)，其他類型的負(fù)控終端RS485口的AB端電壓為正，為+0.5～+2 V，而只有SZ-4H型負(fù)控終端RS485口的AB端電壓為負(fù)，約-0.35 V。

根據(jù)RS485標(biāo)準(zhǔn)，AB端之間有大于+200 mV的電平時(shí)，輸出邏輯高電平，AB端之間有小于-200 mV的電平時(shí)，輸出邏輯低電平。從對(duì)比測(cè)試SZ-4H型負(fù)控終端和其他類型的負(fù)控終端的結(jié)果來看，其他類型的負(fù)控終端RS485口的AB端電壓均大于+200 mV，為邏輯高電平，而SZ-4H型負(fù)控終端RS485口的AB端電壓小于-200 mV，為邏輯低電平。由此推斷，電表的故障和外接RS485口的狀態(tài)有關(guān)系。當(dāng)RS485口處于邏輯低電平狀態(tài)時(shí)，故障電表因優(yōu)先處理通信請(qǐng)求而停止內(nèi)存電量的計(jì)算。因此和SZ-4H型負(fù)控終端連接時(shí)，空閑狀態(tài)時(shí)RS485口處于邏輯低電平狀態(tài)，電表內(nèi)存電量停止計(jì)算，通信狀態(tài)時(shí)RS485口在邏輯高電平和低電平之間變化，電表反而有機(jī)會(huì)進(jìn)行內(nèi)存電量的計(jì)算。而計(jì)度器電量可能有另外的計(jì)算渠道，其工作未受到RS485口狀態(tài)的影響，因而工作始終正常。

2.3 試驗(yàn)室模擬分析

在試驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)情況：取4塊電流范圍為5（30）A的DTS某型電能表，電能表A不接485口，電能表B與其他負(fù)控終端連接，電能表C與SZ-4H型負(fù)控終端連接，但未進(jìn)行通信，電能表D與SZ-4H型負(fù)控終端連接并每分鐘抄表1次。走字后計(jì)度器中顯示度數(shù)和從485口讀出度數(shù)如表1所示。

3 故障處理

經(jīng)廠家確認(rèn)，2006-2008年期間，該廠家生產(chǎn)的三相普通電能表，除電流 1.5（6）A、常數(shù)為 3 200 r/（kW·h）三相普通電能表外，其他普通三相電能表程序設(shè)計(jì)上都存在缺陷。

對(duì)安裝在SZ-4H型負(fù)控終端下的DTS某型共638只進(jìn)行核查，共查出存在故障隱患的電表有165只。故障處理如下：

（1）由供電公司負(fù)控中心確認(rèn)其他型號(hào)的負(fù)控終端是否存在相同或其他缺陷。

（2）由該廠家確認(rèn)存在缺陷的三相電表的型號(hào)、批次、編號(hào)、數(shù)量。

（3）對(duì)已查出存在隱患的電表，由該廠家配合供電公司計(jì)量中心進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)更換。

（4）對(duì)更換下的缺陷電表，該廠家免費(fèi)返修。

（5）庫(kù)存的所有故障電能表返廠。

4 電表的技術(shù)改進(jìn)

經(jīng)電表廠家的技術(shù)分析，證實(shí)了上述判斷和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。廠家對(duì)電表的技術(shù)改進(jìn)為：原來有通信請(qǐng)求時(shí)電表優(yōu)先處理通信，直到通信結(jié)束，現(xiàn)在更改為不管電表是否處在通信狀態(tài)，電表必須定時(shí)處理電能量的計(jì)算。將廠家更改后的電表再次做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果各種通信狀況下走字內(nèi)存計(jì)量均正常。

5 結(jié)論與建議

（1）電能表廠家要加強(qiáng)對(duì)電能表程序的驗(yàn)證，電能表程序要經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)才允許通過。

（2）供電部門要加強(qiáng)對(duì)電能表的驗(yàn)收，除了對(duì)電能表的顯示量進(jìn)行驗(yàn)收，還要對(duì)電能表內(nèi)存電量進(jìn)行驗(yàn)收。帶有485口的電能表，要從施加正反相電壓和短接等方面對(duì)電能表進(jìn)行試驗(yàn)，485口各種狀態(tài)應(yīng)不能對(duì)電能表計(jì)度器和內(nèi)存電量產(chǎn)生影響。

（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視，要核對(duì)電能表計(jì)度器示值與負(fù)控抄錄數(shù)據(jù)或集抄數(shù)據(jù)是否一致。

[1]鄭 堯.電能計(jì)量技術(shù)手冊(cè)[M].北京∶中國(guó)電力出版社,2002.