智能電能表計量性能故障的分析與支持

胡其明

摘 要：現(xiàn)階段隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，電力行業(yè)得到前所未有的發(fā)展，社會的不斷的發(fā)展和進步，科學技術水平有明顯的提高，針對現(xiàn)階段的城市居民用電情況，為了保證居民的安全使用，智能電能表也來越多的應用到現(xiàn)在的居民城市生活當中。但是隨著科學技術產(chǎn)生的各種設備，造成電力使用量增大，從而使智能電能表在日常的應用中產(chǎn)生一定的故障問題，這樣的問題造成居民無法正常使用電力，導致電網(wǎng)在正常的電力運輸時受到一定的阻礙，由此針對智能電能表性能故障的情況進行分析討論。

關鍵詞：智能電能表；故障；計量性能；研究

在電力企業(yè)的電網(wǎng)正常運行當中，智能電能表作為基礎的電力設備，為人們的使用和電網(wǎng)的運行起到重要的作用。在實際的應用過程中，會出現(xiàn)不同程度的故障情況導致電能表無法正常運行，從而導致不能夠滿足人們?nèi)粘Ｊ褂秒娏Φ男枰ａ槍@一情況我國的電力企業(yè)對智能電能表運行情況進行研究，在智能電能表產(chǎn)生故障的情況當中，性能故障是導致智能電能表無法正常運行的較為普遍的情況之一，隨著智能電能表產(chǎn)生的故障問題增多，人們對于智能電能表的計量性能問題重視起來，針對現(xiàn)階段的智能電能表的故障情況，對智能電能表的計量準確度進行進一步的提升，對于今后智能電能表的廣泛應用和電力企業(yè)的發(fā)展非常重要。

1 智能電能表工作原理

智能電能表主要針對電力系統(tǒng)中的電流和電壓的相關數(shù)據(jù)進行收集，接下來將電流和電壓模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字數(shù)據(jù)，存儲到電能計量芯片中經(jīng)由數(shù)字處理系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)化成離散信號（脈沖信號）傳送至中央處理器，由中央處理器經(jīng)由串行通信接口對計量芯片中的數(shù)據(jù)進行讀取，并針對特定時段對電能計量和電能最大需求量的所需功率進行計算，對于所需要顯示的數(shù)據(jù)由紅外線傳輸信號和相關接口進行數(shù)據(jù)傳輸，從而完成對數(shù)據(jù)進行存儲和檢測的工作。

2 計量性能故障的分析與檢測

隨著智能電能表的廣泛應用，對于智能電能表的故障情況有一定的了解，而智能電能表計量性能故障的情況包含，誤差、停走、運作有誤等情況。針對智能電能表計量性能故障現(xiàn)象進行分析，其中計量性能故障是智能電能表故障問題的主要原因之一，而停走和誤差現(xiàn)象是主要的計量性能故障原因，下面針對產(chǎn)生停走和誤差故障原因以及相關的檢測方式進行相關分析。

2.1 停走故障

根據(jù)長時間的對智能電能表檢修和處理工作，發(fā)現(xiàn)計量性能故障當中產(chǎn)生的停走現(xiàn)象占故障總數(shù)的一半以上，該故障的主要表現(xiàn)形式為電能表不計量，根據(jù)不計量產(chǎn)生的不同情況進行分別分析。

2.1.1 不計量

第一種表現(xiàn)形式就是在液晶顯示屏上沒有數(shù)據(jù)顯示，脈沖無輸出的情況，主要由于內(nèi)部計量芯片和中央處理器沒有正常的運行，產(chǎn)生故障的主要原因由于電源供電電路無法正常供電。并且根據(jù)發(fā)生供電故障的不同位置，可以分為三種故障情況，第一種，電機匝間短路、變壓器在運行時被燒壞以及由變電器在繞組過程中出現(xiàn)的斷線情況；第二種，二極管或三極管產(chǎn)生的物理整流現(xiàn)象和穩(wěn)壓器回路造成元器件損壞現(xiàn)象；第三種，負荷開關在運行時斷開的情況。

2.1.2 不計量，且液晶有顯示，脈沖有輸出

智能電能表主要由兩個功能系統(tǒng)組成：計量系統(tǒng)和CPU處理系統(tǒng)。計量部分由電阻分壓網(wǎng)絡完成電壓信號取樣，錳銅繼電器完成電流信號取樣，取樣后的電壓電流信號送入計量芯片，計量芯片內(nèi)部通過乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號并以脈沖信號輸出，CPU處理系統(tǒng)采樣脈沖信號并同步輸出電能表的校表脈沖，CPU處理系統(tǒng)對采樣到的脈沖信號進行累加，將最終處理的數(shù)據(jù)送存儲器保存，并通過LCD顯示器進行顯示。

從上述故障現(xiàn)象和原理分析可知，有脈沖輸出則表示計量芯片工作正常，故障現(xiàn)象可能出現(xiàn)在CPU與計量芯片脈沖輸出的連接線路上，或者CPU與存儲器、顯示器的連接線路上。此時可查CPU對應管腳的焊接情況，檢查是否虛焊或測量計量芯片輸出腳與CPU管腳連接是否正常。

2.2 誤差超差故障

誤差超差故障也是比較常見的，在多年智能電能表拆回試驗統(tǒng)計分析中，其占計量性能故障總數(shù)的15%。根據(jù)故障現(xiàn)象及其發(fā)生部位的不同，分為以下三類：

2.2.1 誤差跳變，無規(guī)律

①基準電壓故障。計量芯片中VREF為計量芯片內(nèi)部基準電壓輸入管腳，為電流采樣、零線電流采樣、電壓采樣的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供基準電壓，該基準電壓的合理取值范圍為2.5V+0.3V。如果計量芯片內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電壓基準發(fā)生故障，就會造成電流采樣、零線電流采樣、電壓采樣均發(fā)生偏離。

②晶振故障。在計量芯片系統(tǒng)中晶振提供計量芯片所需時鐘源，計量芯片的一切指令都是建立在這個基礎上。計量芯片晶振如果發(fā)生故障，會導致計量芯片對采樣信號處理異常，使得計量芯片中的快速脈沖計數(shù)器累計出現(xiàn)異常，從而出現(xiàn)電能表計量不準確的情況。

2.2.2 誤差超差，有規(guī)律

這里包括三種情況：計量芯片采樣用的電阻、電容及計量芯片虛焊或搭錫，引起采樣信號變化。

2.2.3 誤差快溢出，或嚴重超差

在歷次分析中還發(fā)現(xiàn)，有些故障發(fā)生時智能電能表脈沖指示燈閃爍異常，出現(xiàn)誤差快溢出現(xiàn)象。

3 提高計量可靠性的措施

通過以上分析可以看出，智能電能表計量性能故障主要表現(xiàn)為停走和誤差超差。造成上述兩種計量性能故障的原因可以概括為以下兩方面：內(nèi)部元器件故障；鏈接線路接觸不良或者虛焊。因此，元器件、生產(chǎn)工藝是決定智能電能表計量性能可靠性的兩個關鍵技術因素。

3.1 高質(zhì)量的元器件

只有保證高質(zhì)量元器件投入到智能電能表的使用當中，才能夠在根本上減少智能電能表故障的發(fā)生情況。首先要保證元器件質(zhì)量有一定的保證，對于元器件供應商的產(chǎn)品質(zhì)量進行分析和選擇，接下來就需要對周圍的自然環(huán)境和人為環(huán)境進行相應的控制。經(jīng)過以上步驟有嚴格的制度進行監(jiān)督，這樣就能夠保證高質(zhì)量的元器件投入到智能電能表的生產(chǎn)當中，從而保證智能電能表的計量性能的故障情況的發(fā)生率有所減少。

3.2 先進的生產(chǎn)工藝

在現(xiàn)階段為了保證智能電能表計量的可靠性，針對相關的系統(tǒng)元器件應當保證使用質(zhì)量高的元器件進行生產(chǎn)施工，并且相關的元器件質(zhì)量應當滿足使用的具體需要，使每個元器件都符合生產(chǎn)標準，這樣才能夠生產(chǎn)出質(zhì)量可靠的放心產(chǎn)品。這樣就需要通過不斷的更新生產(chǎn)技術，針對實際的操作需要采取相應的加工技術。

4 結(jié)論

通過上述對智能電能表計量性能故障情況進行舉例分析，在現(xiàn)階段充分掌握智能電能表性能故障的情況，并根據(jù)情況進行分析并制定相應的檢修處理措施，為了今后智能電能表的順利使用，滿足人們生活使用電力的需要，需要從相關的制作操作人員入手，保證人員的工作質(zhì)量，將智能電能表質(zhì)量進一步提升，從而減少由于質(zhì)量問題造成的無法運作的情況，有利于今后智能電能表的使用以及電力行業(yè)發(fā)展。

參考文獻

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