智能电能表及其计量故障处理研究

智能电能表及其计量故障处理研究

廖彬,杨仕军,崔俊

云南电网有限责任公司 昆明供电局 云南 昆明 650000

摘要：电力系统相关技术不断更新与优化，用电客户信息采集方面的科学技术手段也在不断完善，我国许多地区都采用了智能电能表设备来精确统计用户的用电量，智能电能表在电力系统的日常运行中发挥出了重要的作用。同时，智能电能表还具备了精准度高、技术性强、能够有效解决用户拖欠电费的特点，确保了供电公司的整体经济收益。然而智能电能表在使用过程当中也会出现一些故障，这在一定程度上影响了电能表对电量测量的准确度。

关键词：智能电能表；计量故障；处理措施

1智能电能表的结构

智能电能表主要由电子元器件构成，其核心是智能芯片，由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成。智能电能表按照用户类型可以分为单相表和三相表，以单相智能电能表为例，其主要结构包括主控模块、电源模块、通信模块、存储模块、显示模块、计量模块、通断电模块、时钟模块和安全模块。

主控模块是核心模块，其主要元器件包括单片机（MCU）、晶振和外围电路等，主控模块中的中央处理器（CPU）可以实现对电表运行数据的分析、计算、处理和存储；电源模块的主要功能是对电能表供电，其交流电源输入功能可以将220V交流电通过A/D转换器转换为直流电，给各个模块供电；通信模块是用来和主机通信、实现数据传输的通道，主要包括红外通信模块、485通信模块和低压载波通信模块；存储模块主要用于储存智能电能表参数、电量及各种运行数据；显示模块的主要元器件包括LCD液晶屏、驱动芯片、校验表输出口等，主要用来显示电量和相关数据；计量模块主要用于对电压和电流的采样，并通过计量芯片将采样数据转换为实际电能的数字数据（电能脉冲）输出；通断电模块主要用来控制用户停送电；时钟模块可以为系统提供实时时钟，作为电量冻结、费率切换的依据；安全模块可以保证数据传输的安全性。

2智能电能表计量故障分析

2.1黑屏故障

电能表黑屏故障是最常见的计量故障，主要表现为电能表通电后无任何显示。当出现黑屏故障时，对智能表进行拆除检查，经过检查发现电能表内部出现了检测表上的电子零件被烧坏、电源板上的稳压芯片被击穿或UN零线脱落等现象。通过经验总结分析，造成该现象的原因主要是由于安装智能电能表时操作不规范、焊点虚接以及内部电压不稳定等引起的。

2.2电能表显示乱码

电能表乱码指的是电能表液晶屏幕当中显示出来的用电信息数据存在明显的数字混乱现象。导致这种情况的原因是，智能电能表的安装位置几乎全部都是在户外，设备在户外受到了高温天气的影响，造成了设备在显示方面的混乱与错误。或者是智能电能表设备上的液晶管脚上存在虚焊的现象。

2.3费控故障

费控故障的两大表现是费用控制不合格和身份认证不合格。智能电能表的优点之一是可以清晰显示用户使用的电价和能耗，但是如果费用控制不合格，如电能表的功耗与实际功耗不匹配，则会损害消费者的权益。造成这种故障的具体原因有电能表中的控制电路断开，继电器出现故障；智能电能表的测量线和充电线串联，导致智能电能表充电不准确。身份认证不合格故障的原因是电能表的芯片出现问题，如芯片插错、折角或插反。此外，密钥装配正确与否也会影响系统对身份的认证。

3智能电能表故障的预控措施

3.1显示故障的处理措施

当智能电能表出现显示故障时，需要及时确认引发故障的原因。维护人员需要使用万用表排除电池或欠压问题，然后检查电能表的液晶显示屏是否存在质量问题，确认存在质量问题后需要更换液晶显示屏。为了避免高温、潮湿环境损坏电能表，应确保智能电能表的安装环境干燥、阴凉。此外，供电企业要通过增加智能电能表的承载能力、扩大电压和增加线路承载力的方式解决显示故障，保障供电企业的正常工作和人们的正常生活。

3.2费控故障处理措施

在处理费控故障时，运行维护人员首先应检测电能表的电路是否处于正常状态，当电路出现故障时，应利用正常的继电器进行检测，对可能引起电路故障的继电器温度异常或接触不良等问题进行检测。在检测过程中，如果出现继电器温度异常或接触不良，则表示该电能表的电路出现短路故障，因此运行维护人员应着重关注电路短路问题。而对于身份认证存在问题，应检查芯片，确认是否存在插反、插错等现象，并及时进行调整。如果在密钥安装时出现中间中断的现象，确认密钥和电能表的工作状态是否正常，应确保密钥与电能表保持在相对应的状态，减少电能表的故障发生率。

3.3电池故障的预控措施

为了有效防止智能电能表设备的电池出现一定的故障，应当在对电池进行购置与引进之前，对电池实施多方面的检测工作，其检测的方式也比较常见，就是使用万用表来进行精准的测量，所测的数据结果表明在合格参数之内，那就能够有效证明这个电池是合格的，如果所测量出的结果不在合格的数据范围之内，那么就可以肯定电池本身存在一些问题。在进行检测时不能够只对电池自身的质量进行检测，还需要仔细谨慎对电池接头部位的接触不良的问题进行详细检查并且还要提前制定好相关的预防措施。所以，需要对电池的工作情况以及相关的状态进行定期的检查，才可以有效防止设备电池所导致的电能表故障。

3.4电能表烧表故障的处理措施

为了能够有效避免电能表出现烧表方面的故障，需要根据电能表的实际故障类型，来确定设备出现烧表故障的原因。其中测量装置的设计，在接线时需要十分的规范，从而有效防止电能表出现烧表情况。

3.5通信故障的处理措施

当发生采集通信故障时，维修人员需要判断串口线和硬件线路的连接是否正常。如果利用串口调试助手可以得到索取电流电压的命令，就能收到电流电压十六进制的信息，维修人员应在接收信息的时候关注智能电能表和波特率是否相同。当发生键盘通信故障时，先要确定键盘的工作状态是否正常。如果检测出键盘工作状态异常，需要排查电源供电的有效值是否达到5V。此外，还要使用万用表进行连接测试，检查TXD与RXD的连接线是否有不可靠接触或者断开。

3.6保证电能表内各软硬件合成的可靠度

在进行对智能电能表的全面设计与研发期间，研发人员应当对设备的软件、硬件以及其他主要元器件进行协调设计，使智能电能表在研发时就能够有效地降低电压与电路故障的发生率，并且需要始终保持元器件在接触方面的灵活度，需要强化电能表的检查工作，对电能表开展定期的检验工作，确保智能电能表能够正常的不断运行。

结论

随着智能电网建设规模不断的扩大，智能电能表应用越来越广泛，然而随着智能电能表的应用，受多种因素的影响，在运行中经常出现黑屏、乱码、费控、电池等计量故障，严重影响了供电企业的服务质量，故障严重时可能还会引发电力安全事故，威胁着电力系统安全稳定运行。因此，在运维工作中需对智能电能表的计量故障引起足够的重视。文章通过分析计量故障从而制定出相应的处理措施，减少智能电能表的计量故障的发生，以有效提高智能电能表的使用价值。

参考文献：

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[2]徐璇，陈大成，曹文静.智能电能表计量故障原因分析[J].电子测试，2017(4):85-86.

[3]张小艳.智能电能表现场运行中常见故障及处理措施[J].科技创新与应用，2017(4):206.