智能電能表計量性能故障及處理分析

曹宏宇 康德功 馬建坤

摘 要：隨著社會經濟的飛速發(fā)展，也帶動著電力行業(yè)的不斷進步。電能表的功能日益豐富起來，目前的電能表已經具備了諸多功能，例如信息存儲管理、實時監(jiān)測、智能調控、信息交互等，正是由于這些功能的出現(xiàn)，讓電能計量工作更加簡單便捷，也促進了營銷管理工作的進步，在為客戶提供便捷服務的同時，也提升了電力公司的經濟效益。但是電能表功能的豐富也為電能表的檢查工作帶來了更高的要求。功能豐富，故障率也就相應增高，就要求相關部門要定期對電能表進行檢查，排查故障，并對故障的排查方法進行總結，以提高維護人員的業(yè)務素養(yǎng)，確保篩查的準確性，促進電能交易公平化，以維護廣大用戶和供電企業(yè)的經濟效益。

關鍵詞：智能電能表;計量性能;故障;處理方式

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0177-02

在電力企業(yè)的電網(wǎng)運行過程中，智能電能表是使用最為廣泛的電力設備，其為電網(wǎng)的正常運行提供了保障。在具體使用過程中，因為一系列客觀因素的影響會導致智能電能表出現(xiàn)很多故障，導致運行過程中出現(xiàn)差錯，對人們的正常用電會造成很大影響，也為供電企業(yè)帶來了損失。對此類進行具體討論后，我國的供電企業(yè)細致地分析了智能電能表的運行過程，對各類故障進行了研究討論，最終發(fā)現(xiàn)因為時間而老化的元器件和衰退的性能是導致智能電能表出現(xiàn)故障的主要因素，廣大用戶也對智能電能表的計量性能更加關注。針對此類情況，降低電能表運行中出現(xiàn)異常情況的概率是未來供電企業(yè)發(fā)展和保障客戶用電的基本要求。

1 智能電能表工作原理

隨著電網(wǎng)規(guī)模的迅速發(fā)展，電力行業(yè)也表現(xiàn)出了前所未有的進步。隨著經濟的飛速發(fā)展呢，科學技術水平也有了顯著提升。針對目前城鄉(xiāng)用戶的用電情況，為了讓用戶能夠更加方便安全地用電，智能電表得以推出。但是由于生活中存在過多的耗電量巨大的設備，為電能表帶來到了十分沉重的壓力，導致故障頻發(fā)，一旦電能表出現(xiàn)障礙，電力運輸就會受到阻礙，人們的正常生活也不能得到用電保障，針對此類情況，此文對智能電表性能故障進行了討論分析。

智能電能表存在的主要意義是對電力系統(tǒng)中的客戶用電費用和用電量等信息進行儲存，將電流和電壓模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后將其儲存在電能表中，再經過數(shù)次處理系統(tǒng)的處理后才能轉換為脈沖信號，傳達至中央處理器，由中央處理器對電能表中儲存的數(shù)據(jù)進行讀取，然后對特定時段的用電狀況進行討論分析，讓數(shù)據(jù)能夠進行正常儲存并檢測。

2 計量性能故障的分析和檢測

智能電能表經常性地會出現(xiàn)誤差、運作異常和停走的情況。對常發(fā)故障進行分析后，對導致出現(xiàn)故障的原因進行了分析，討論出了對故障的檢測方式。

2.1 停走故障

通過對大量智能電表進行檢修和維護后發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)最多的故障就是停走故障，發(fā)生這類故障后電表就不能進行正常計量，因此，如果電表出現(xiàn)計量異常的情況，應當將此原因考慮在內。

2.2 走量故障

走量故障的表現(xiàn)形式諸多，其中最主要的就是屏幕不再有數(shù)據(jù)顯示，不能進行正常的脈沖轉換，導致出現(xiàn)這種故障的最大可能性就是內部計量芯片和處理器出現(xiàn)運行障礙，導致電源電路不能進行正常供電。對電能表出現(xiàn)故障的位置差異性進行分析后發(fā)現(xiàn)，大致可以分為三種情況：（1）電機匝機出現(xiàn)異常情況，變壓器故障或變電器故障。（2）二極管或三極管的運行異常導致出現(xiàn)物理整流現(xiàn)象，甚至穩(wěn)壓器中的元器件損壞。（3）因為運行時間過長導致負荷開關斷開[1]。

通過對以上故障情況進行分析可以得出，電能表能夠正常進行脈沖輸出表示計量芯片能夠正常運作，故障發(fā)生點可能是CPU和計量芯片脈沖輸出線路之間，或CPU和存儲器、顯示器的連接線上，針對此情況，可以對CPU對應管腳進行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)虛焊情況并采取措施進行處理，或對計量芯片輸出腳和CPU管腳的連接情況進行詳細檢查[2]。

2.3 誤差超差故障

此類故障屬于十分常見的故障，通過對拆回的智能電能表進行詳細檢查，發(fā)現(xiàn)計量故障占據(jù)了所有故障的20%。通過對故障現(xiàn)象和故障部位進行分類，可以分為下列幾類。

2.3.1 誤差無規(guī)律變化

電能表芯片中均含有VREF基準電壓輸入管腳，其主要具備的是對電流的取樣功能，電壓取樣的ADC模數(shù)轉換電路提供基準電壓，此基準電壓的合理取值范圍為2.5V+0.3V。如果芯片內置的模數(shù)轉換電路出現(xiàn)故障，就會致使電流取樣和電壓取樣全部出現(xiàn)誤差。

晶振故障。晶振存在的意義就是提供芯片系統(tǒng)正常運作所需要的鐘源，計量芯片能夠正常工作也是因為晶振的存在。一旦計量芯片晶振出現(xiàn)異常，就不能進行正常的采樣信號處理工作，也會累及到快速脈沖計數(shù)器，增高其出現(xiàn)功能障礙的概率，導致電能表運行異常。

2.3.2 誤差超差，有規(guī)律

導致出現(xiàn)此類故障的原因主要是因為電阻、電容和計量芯片不能正常運行，從而使信號出現(xiàn)異常情況。

2.3.3 誤差溢出，嚴重超差

通過對以往的檢修實例進行回顧分析，出現(xiàn)故障的時候，通常會出現(xiàn)脈沖指示燈閃爍的情況，最終導致電能表運行出現(xiàn)誤差。

2.4 環(huán)境問題

由于電能智能表屬于一種精密儀器，其內部結構十分復雜，元器件很多，在使用過程中就十分容易受到外部環(huán)境的影響。針對此類情況，電能表使用前的準備工作就顯得尤為重要。在將電能表全面投入使用之前，需要進行嚴格的校準和測試，才能有效降低計量性能故障事件的發(fā)生。條件允許的話，可以將智能電能表放入一個塵土和磁場較弱的環(huán)境，對其進行調校和測試，就能很大程度上提高計量的精確程度[3]。除此之外，由于電能表的液晶顯示屏外都有一層玻璃構成，而玻璃的易損程度高，十分容易受到外界破壞，這就要求相關工作人員在運輸過程中要重視對玻璃的保護工作，在電能表投入使用后也要定期進行巡查保護和維修，從而保證電能表計量工作的正常運行[4]。

4 提高計量準確性措施

智能電能表最常見的計量故障，就是電能表停走，或運行過程中出現(xiàn)誤差，導致出現(xiàn)此類故障的主要原因是元器件的老壞，內部線路出現(xiàn)異常等。所以，對電能表計量性能起到最關鍵作用的是元器件的質量和生產工藝。

4.1 高品質元器件

要想從根本上出發(fā)降低智能電能表的故障發(fā)生率，最好的辦法就是選擇高品質的元器件進行智能電能表的組裝。必須要注重元器件的質量，要選擇專業(yè)素養(yǎng)更強的元器件供應商，并在采購之前對元器件進行專業(yè)檢測，要嚴格把控生產環(huán)境[5]。密切關注每一個生產環(huán)境，保證采購的元器件質量都屬于正常狀態(tài)，才能降低電能表在使用過程中出現(xiàn)故障和誤差的概率。

4.2 生產工藝

只要保證生產技術的安全性，并不斷對技術進行更新，才能降低電能表出現(xiàn)故障和誤差的概率，才夠達到相關標準，且要對生產技術進行創(chuàng)新，針對實際需求為元器件進行加工[6]。

4.3 保證密鑰下裝工作

智能電能表在公鑰情況下很難進行正常的費用控制操作，進行密鑰下裝工作首先必須要嚴格核實身份、安全認證等技術，防止電能表的電費信息和電量信息出現(xiàn)誤差，提高信息的完善性，并保證參數(shù)設置不會出錯和控制命令能夠正常執(zhí)行[7]。如果在下裝工作中，電能表液晶屏出現(xiàn)ERR-10的代碼，就表示身份認證錯誤。在下裝過程中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，都會導致出現(xiàn)此類故障，不能再正常進行密鑰更新[8]。

4.4 電池電壓異常解決方案

通常情況下，電能表液晶屏出現(xiàn)ERR-04代碼表示電能表電池電壓不足。電能表電池具有重要的作用，主要是為定期抄表工作進行供電[9]。如果電表能夠正常運作，其就能為電池進行不間斷充電，一旦不能正常運作，電能表的循環(huán)顯示功能就會出現(xiàn)障礙，液晶屏顯固定顯示此異常代碼，就只能重新更換電池，以排除故障[10]。

5 結語

通過對電能表的常見故障進行系統(tǒng)分析和探討，為以后在智能電能表故障工作的排查奠定基礎，并提前制定設備維護和檢修預案，落實到每一位檢修人員，保證其工作質量。在未來的工作中，還需要對出現(xiàn)故障的原因以及解決故障的方式不斷進行總結分析，才能提前進行預防，發(fā)生障礙了第一時間能夠解決。只有這樣才能最大程度保障智能電能表的正常運行，降低出現(xiàn)故障的概率，為人們的日常生活用電保駕護航，促進智能電能表和供電行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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