浅谈智能电能表常见故障模式及影响

浅谈智能电能表常见故障模式及影响　李泳键（国网湖南省电力公司长沙供电分公司，湖南长沙４１００００）　【摘　要】电能表承担着一定的社会服务功能，具有安装量大、分布区域广的特点。如果长期运行的使用过程中可靠性不高，故障率高，不仅每　次由于质量问题引起的更换费时费力，而且容易引起用电纠纷，得不偿失。本文针对单相智能电能表的故障模式及影响进行了研究。　【关键词】智能电能表；故障模式；影响分析　【中图分类号】ＴＭ９３３．４　【文献标识码】Ｂ　【文章编号Ｊ１００６—４２２２（２０１４　Ｊ０４～００４２—０２　引言　随着智能电网的快速发展，国内智能电表即将大规模生　产应用．据预计国家电网将在２０１５年前使智能电表的覆盖率　划分依据　表１智能电能表的类型　内容　按等级划分　Ｏ．２Ｓ、０．５Ｓ、１级和２级　按照负荷开关划分　按照通信方式划分　内置负荷关、外置负荷关　载波、ＧＰＲＳ无线、ＲＳ—４８５总线　超过８０％，居民用户超过１．４亿户，２０２０年全国智能电表的覆　盖率将达到１００％　按照费控方式划分　本地费控、远程费控　智能电能表实现了电网企业和电网用户之间的信息交　互、需求交互、和谐共赢，使得社会效益最大化，其优势十分明　按照安装环境的不同，智能电能表的选型方案也不同，如　表２所示。　袭２不同安装环境下电能表的使用类型　安装环境　电能表使用类型　显。随着国网表的快速推进，电表的更新速度越来越快。功能　也更加完善，同样随着功能的增加，故障也随之而来。而且智　能电能表作为新兴事物，运用的环境较普通电能表更为复杂，　所承担的责任更为重大，因此研究智能电能表的常见故障并　提高其可靠性显得尤为重要。　１智能电能表概述　１．１智能电能表的特点　所谓智能电表，就是应用计算机技术、通讯技术等。形成　以智能芯片（如ＣＰＵ）为核心，具有电功率计量计时、计费、与　上位机通讯、用电管理等功能的新一代电能表。目前，智能电　能表在我国各地电力公司有了初步的推广应用。智能电能表　关口在１００ｋＶＡ及以　０．２Ｓ级三相智能电能表、０．５Ｓ级三相智能电能表、１级三　上的专用变压器　相智能电能表　关口在ｌｏｏｋＶＡ及以　０．５Ｓ级三相费控智能电能表（无线）、１级二相费控智能电　上专用变压器　能表、１级三相费控智能电能表（无线）　公用变压器下三相　１级三相费控智能电能表、１级：相费控智能电能表（载　用户　波）、１级三相费控智能电能表（无线）　公用变压器下单相　２级单相本地费控智能电能表、２级单相本地费控智能电　用户　能表（载波）、２级单相远程费控智能电能表、２级单相远　程费控智能电能表（载波）　２智能电能表常见的故障模式及其影响分析　２．１烧表故障　据相关调查统计分析．烧表故障占到了智能电能表故障　总数的３０％以上，居于故障首位　烧表故障会导致智能电能表　无法正常使用，甚至直接报废，因此需要格外关注。智能电能　也由过去单一的预付费电能表发展到、复费率、分时、阶梯电　价、费控、在线检测、在线管理等多种类型。　１．２智能电能表的种类　表烧表原因较多，主要有以下几种：表内ＲＣ供电电源烧毁；　在国家电网公司的企业标准中，按照等级、通信方式等内　过负荷使用．造成电流取样线路或内置继电器烧坏：接线端子　容对智能电能表进行了划分．其具体划分依据如表ｌ所示。　接触不良：表内变压器初级线圈烧坏；将强电接在脉冲输出端　１．３不同安装环境下智能电能表的选型方案　◆…ｌ◆…◆…Ｉ◆　◆…ｌ◆…｛◆ｌＩｌｌ◆…◆…ｌ◆川Ｉ◆　◆…Ｉ．４－ＩＩＩ◆…Ｉ◆…◆ｌｉｌｌ◆…ｌ◆　◆…◆…◆…◆…◆ｌｌＩｌ◆川◆…◆…ｌ◆…Ｉ◆ｌｌＩ◆…◆川Ｉ◆…◆ｌｌＩｌ◆…◆…◆…ｌ◆川◆…Ｉ◆…Ｉ◆…◆…◆…Ｉ◆…Ｉ◆…◆…ｆ◆　　过该系统的数据得到重点分析的热点定位。从而迅速的通过　机理进行深刻地研究．以便找出行之有效的预防和控制措施，专家系统的联合分析．得到发生较大隐患的区域是否存在专　家系统中预置的故障类型，从而直接提出相应的倒闸方案。在　现通过专家系统的联合作用．使得处于连锁故障风险下的区　域被直接倒闸自愈型修复。　ｆ３）上级调度系统的调用。全国层面的电网调度系统，也　减少此类故障造成的危害及其发生的概率。连锁故障量化评　估系统．是基于负荷分析系统的基础上．对全网负荷及其风险　未来实现专家系统与远控系统的直接对接后，系统还可能实　进行的智能化负荷管理的关键专家系统之一。通过对该系统　的研究．未来的智能电网可以实现更加有前瞻力的无人干预　倒闸．使得电网可以更加健康稳定的运行。　是一个较为复杂的智能化系统，通过全国范围内多个连锁故　参考文献　ｆ２］王佳明．基于复杂系统脆性理论的电网连锁故障预警模型研究【Ｄ】　华北电力大学，２０１３．　电网连锁故障模型及控制措施研究［Ｄ】．华北电力大学，２０１２．　障系统的分析。我们可以得到全国范围内的连锁故障风险要　『１１杨楠．点．从而实现更加精确的全国骨干电网调度。　６结束语　随着科技的发展，电网的复杂性和连锁故障机理已经成　为电力系统领域中一个新的研究热点。连锁故障的发生对电　力系统的自身造成了恶劣的负面影响，也对社会日常生产秩　『３】潘一飞，李华强，贺合峰，王伊渺，廖苑晰，李扬．小世界网络下电网　连锁故障预测『Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２０１３（０４）：８８－９６．　收稿日期：２０１４—１—１４　序造成了极大的影响。因此我们非常有必要就连锁故障传播　子上．烧坏光耦：在安装过程中将继电器输出端子零线端接线　１２００ｂｐｓ，而智能电能表为２４００ｂｐｓ，容易忽视和遗忘。　４．２红外通信故障　错误引起表内短路。对于此类故障的处理关键在于故障的预　２．红外通信故障主要有两种情况：①用掌机抄表时，有通信　防，通过智能电能表的严格造型、计量装置配置的改换、装表接　符号但抄表失败，即红外接收正常。这种情况下主要检查红外　电的规范以及用电检查工作的加强来避免烧袁故障的产生　２．２超差故障　超差故障也是比较常见的　主要可分为计量精度超差、多　功能口故障两类　２．２．１计量精度超差　发射管是否损坏了，是否装反了，或者Ｑ２、Ｒ８０、Ｒ７８、Ｒ７９等元　器件是否出现虚焊或者是连焊的现象：ＭＣＵ的１８管脚１１）（一　ＨＷ和其他管脚之间是否采用虚焊或者是连焊的方式，ＭＣＵ　的１８管脚到Ｒ８０之间是否出现断路的情况。若这些部分正　计量精度超差具体表现于以下四个方面：①加电压和电　常，可以通过更换红外发射管来检测它们是否出现了故障。②　流，误差值不显示．但脉冲灯闪烁。此现象与表计计量部分、脉　红外抄表通电．有通信符号但是抄表没成功，还有一种情况是　应先　冲线夹连接、脉冲输出部分的连焊或虚焊、元器件损坏有关，　电能表的抄表没有反应，都表明电能表未收到红外信号，逐个查看即可；（　加电压和电流，脉冲灯不闪，误差不显示。若　着重对红外接收的部分电路进行查看，对红外接收管进行更　如果通信的规约没有问题的　计量部分无虚焊、连焊现象且元器件没有损坏。很大程度上是　换。还要考虑通信规约是否正确，输出管脚的电压进　由于电压、电流采样部分的故障所导致的；⑧误差、超差。计量　话。就可以采用万用袁对红外接收管输入、部分电路故障是主要原因，如阻性误差正常、感性超差，大多　是由计量部分片式电容的虚焊、连焊、错焊、开裂所引起的。智　行测量。但是，若电压和线路均正常，再用示波器测量波形，如　果波形正常。则红外接收管到ＭＣＵ的部分线路可能出现了问　坏．就需要及时的更换　能电能表运行环境的恶劣也会造成采样电阻老化，电阻阻值　题；但是如果波形不正常的话。则红外接收管可能发生了损　发生偏移，误差、超差产生；（　加电压电流，其它功能均正常，　但不计电量。这种情况一般是因为计量芯片ＣＦ脚没有把有功　功率脉冲信号送至ＭＣＵ处理导致的　２．２．２多功能口故障　２．５费控故障　费控故障具体表现为两种：①对身份认证不合格；②远程　费控的不合格。身份认证不合格的原因．主要在于ＥＳＡＭ芯片　出现问题。需要及时地检查ＥＳＡＭ芯片是否插反了或者是插　错了．在密钥下装时若中途突然中断了．就可能出现密钥不能　无日计时脉冲、日计时误差超差、时段投切不合格是典型　的多功能Ｉｚ／＇故障。无日计时脉冲发生时，需要测试时钟晶体是　否起振。查看多功能口螺丝是否松动．电路有无明显连焊、虚　日计时输出电路故障。可通过测试电路找到故障点。＇３日计时　－脉冲输出正常但超差时．时钟部分电路可能存在虚焊、搭锡现　象，３２．７６８ｋＨｚ晶体频率值也许未在规定范围内．若是外部时　钟芯片，当然可直接测量输出频率是否超差。对于时段投切的　不合格．多功能口硬件电路和ＲＳ４８５通讯是主要原因需重新　下装的现象．所以在密钥下装时应保证电能表状态的相对稳　如果电路部分无明显故障．就可用另一个好的继电器进行检　焊现象，观察表计、时钟运行是否正常，若都无问题，则主要是　定。远程费控不合格应考虑控制电路和继电器两方面的因素．　测．就可以确定到底是继电器的故障还是电路的故障，从而缩　小了故障的范围。特别是继电器由于工作温度、触点接触不　良、瞬间大电流等原因极易出现故障，需要选择质量较好的继　电器。　测试时段投切功能即可．同时也有因为内部元器件焊脚脱落　导致的故障问题．重新焊接即可解决故障。　３结语　智能电能表在电力系统已得到越来越多的使用．如何抓　好新表质量检定关，做好运行表故障分析。显得非常重要。智　能电能表不仅仅要服务于电力公司及时掌握购售电与结算信　２．３电池故障　锂电池电量耗尽时．会造成程序和数据丢失，因此锂电池　的质量对整个智能电能表的安全运行起着至关重要的作用。　息，降低工作成本，合理分配电力，提高管理水平，提高工作效　锂电池的常见故障是电池无电，原因可能是产品自身存在质　率，同时还要面向电力用户，为用户提供数据、信息。在信息化　量问题，也有可能是因为电路板漏电引起。当电池能够正常使　时代，当用户电力公司提供的增值服务有需求时．若电能表不　用时，使用万用表对两端的电压进行测量，测出的电压应该是　３．６６＋０．０２Ｖ，如果电压小于３．６４Ｖ，就被视为不合格的产品。随　能可靠、正常工作，将会直接影响电力公司的信誉．影响对用　户的服务质量。　着贮存的时间不断延长，贮存环境的温度不断的升高，有些质　量不佳的电池因为长时间的高温贮存．就会导致电压不足而　使得电池逐渐失效，导致数据丢失。此外．电池的接头如果出　参考文献　【１】韩晓平．我们为什么需要智能电网【Ｊ】．电气时空，２ｏｏ９（１Ｏ）：２ｏ－２１．　２ｏ０８．　现接触不良的现象．或者是连接电池的跨接器出现开路的现象　［２］王斌．关于智能电能表发展前景的分析【Ｄ　艮沙：国防科技大学，　等等，也会导致断电后，电池由于无法供入电源而失效，因此，　选用高质量的锂电池和日常的定期检查工作是必不可缺的　［３］宗建华，闫华光，史树东，等．智能电能表【Ｍ］．北京：中国电力出版社，　２Ｏ１０：１～４．　２．４通信故障　两部分，故障直接表现为不通信，抄表失败。　２．４．１　Ｒｓ４８５通信故障　４］陈树勇，宋书芳．智能电网技术综述［Ｊ］．电网技术，２００９，３３（８）：２９－３２．　智能电能表的通信系统主要分为ＲＳ４８５通信和红外通信　［收稿日期：２０１３—１—２１　作者简介：李泳键（１９８８一），男，中级，本科，主要从事电能计量　通信波特率设置不正确、表地址错误、辅助端子Ｒ￥４８５线　接反、表计４８５接口松动、ＲＳ４８５部分元器件连焊、虚焊、装　工作。　反、４８５电压不正确等都会造成ＲＳ４８５通信失败．需要对这些　设置进行逐一查看，特别是波特率参数，一般电能表为