智能电能表计量性能故障的分析与支持

胡其明

摘 要：现阶段随着电网规模的扩大，电力行业得到前所未有的发展，社会的不断的发展和进步，科学技术水平有明显的提高，针对现阶段的城市居民用电情况，为了保证居民的安全使用，智能电能表也来越多的应用到现在的居民城市生活当中。但是随着科学技术产生的各种设备，造成电力使用量增大，从而使智能电能表在日常的应用中产生一定的故障问题，这样的问题造成居民无法正常使用电力，导致电网在正常的电力运输时受到一定的阻碍，由此针对智能电能表性能故障的情况进行分析讨论。

关键词：智能电能表；故障；计量性能；研究

在电力企业的电网正常运行当中，智能电能表作为基础的电力设备，为人们的使用和电网的运行起到重要的作用。在实际的应用过程中，会出现不同程度的故障情况导致电能表无法正常运行，从而导致不能够满足人们日常使用电力的需要。针对这一情况我国的电力企业对智能电能表运行情况进行研究，在智能电能表产生故障的情况当中，性能故障是导致智能电能表无法正常运行的较为普遍的情况之一，随着智能电能表产生的故障问题增多，人们对于智能电能表的计量性能问题重视起来，针对现阶段的智能电能表的故障情况，对智能电能表的计量准确度进行进一步的提升，对于今后智能电能表的广泛应用和电力企业的发展非常重要。

1 智能电能表工作原理

智能电能表主要针对电力系统中的电流和电压的相关数据进行收集，接下来将电流和电压模拟信号转化成数字数据，存储到电能计量芯片中经由数字处理系统，将其转化成离散信号（脉冲信号）传送至中央处理器，由中央处理器经由串行通信接口对计量芯片中的数据进行读取，并针对特定时段对电能计量和电能最大需求量的所需功率进行计算，对于所需要显示的数据由红外线传输信号和相关接口进行数据传输，从而完成对数据进行存储和检测的工作。

2 计量性能故障的分析与检测

随着智能电能表的广泛应用，对于智能电能表的故障情况有一定的了解，而智能电能表计量性能故障的情况包含，误差、停走、运作有误等情况。针对智能电能表计量性能故障现象进行分析，其中计量性能故障是智能电能表故障问题的主要原因之一，而停走和误差现象是主要的计量性能故障原因，下面针对产生停走和误差故障原因以及相关的检测方式进行相关分析。

2.1 停走故障

根据长时间的对智能电能表检修和处理工作，发现计量性能故障当中产生的停走现象占故障总数的一半以上，该故障的主要表现形式为电能表不计量，根据不计量产生的不同情况进行分别分析。

2.1.1 不计量

第一种表现形式就是在液晶显示屏上没有数据显示，脉冲无输出的情况，主要由于内部计量芯片和中央处理器没有正常的运行，产生故障的主要原因由于电源供电电路无法正常供电。并且根据发生供电故障的不同位置，可以分为三种故障情况，第一种，电机匝间短路、变压器在运行时被烧坏以及由变电器在绕组过程中出现的断线情况；第二种，二极管或三极管产生的物理整流现象和稳压器回路造成元器件损坏现象；第三种，负荷开关在运行时断开的情况。

2.1.2 不计量，且液晶有显示，脉冲有输出

智能电能表主要由两个功能系统组成：计量系统和CPU处理系统。计量部分由电阻分压网络完成电压信号取样，锰铜继电器完成电流信号取样，取样后的电压电流信号送入计量芯片，计量芯片内部通过乘法器转换为功率信号并以脉冲信号输出，CPU处理系统采样脉冲信号并同步输出电能表的校表脉冲，CPU处理系统对采样到的脉冲信号进行累加，将最终处理的数据送存储器保存，并通过LCD显示器进行显示。

从上述故障现象和原理分析可知，有脉冲输出则表示计量芯片工作正常，故障现象可能出现在CPU与计量芯片脉冲输出的连接线路上，或者CPU与存储器、显示器的连接线路上。此时可查CPU对应管脚的焊接情况，检查是否虚焊或测量计量芯片输出脚与CPU管脚连接是否正常。

2.2 误差超差故障

误差超差故障也是比较常见的，在多年智能电能表拆回试验统计分析中，其占计量性能故障总数的15%。根据故障现象及其发生部位的不同，分为以下三类：

2.2.1 误差跳变，无规律

①基准电压故障。计量芯片中VREF为计量芯片内部基准电压输入管脚，为电流采样、零线电流采样、电压采样的ADC模数转换电路提供基准电压，该基准电压的合理取值范围为2.5V+0.3V。如果计量芯片内置的模数转换电路的电压基准发生故障，就会造成电流采样、零线电流采样、电压采样均发生偏离。

②晶振故障。在计量芯片系统中晶振提供计量芯片所需时钟源，计量芯片的一切指令都是建立在这个基础上。计量芯片晶振如果发生故障，会导致计量芯片对采样信号处理异常，使得计量芯片中的快速脉冲计数器累计出现异常，从而出现电能表计量不准确的情况。

2.2.2 误差超差，有规律

这里包括三种情况：计量芯片采样用的电阻、电容及计量芯片虚焊或搭锡，引起采样信号变化。

2.2.3 误差快溢出，或严重超差

在历次分析中还发现，有些故障发生时智能电能表脉冲指示灯闪烁异常，出现误差快溢出现象。

3 提高计量可靠性的措施

通过以上分析可以看出，智能电能表计量性能故障主要表现为停走和误差超差。造成上述两种计量性能故障的原因可以概括为以下两方面：内部元器件故障；链接线路接触不良或者虚焊。因此，元器件、生产工艺是决定智能电能表计量性能可靠性的两个关键技术因素。

3.1 高质量的元器件

只有保证高质量元器件投入到智能电能表的使用当中，才能够在根本上减少智能电能表故障的发生情况。首先要保证元器件质量有一定的保证，对于元器件供应商的产品质量进行分析和选择，接下来就需要对周围的自然环境和人为环境进行相应的控制。经过以上步骤有严格的制度进行监督，这样就能够保证高质量的元器件投入到智能电能表的生产当中，从而保证智能电能表的计量性能的故障情况的发生率有所减少。

3.2 先进的生产工艺

在现阶段为了保证智能电能表计量的可靠性，针对相关的系统元器件应当保证使用质量高的元器件进行生产施工，并且相关的元器件质量应当满足使用的具体需要，使每个元器件都符合生产标准，这样才能够生产出质量可靠的放心产品。这样就需要通过不断的更新生产技术，针对实际的操作需要采取相应的加工技术。

4 结论

通过上述对智能电能表计量性能故障情况进行举例分析，在现阶段充分掌握智能电能表性能故障的情况，并根据情况进行分析并制定相应的检修处理措施，为了今后智能电能表的顺利使用，满足人们生活使用电力的需要，需要从相关的制作操作人员入手，保证人员的工作质量，将智能电能表质量进一步提升，从而减少由于质量问题造成的无法运作的情况，有利于今后智能电能表的使用以及电力行业发展。

参考文献

[1]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，2010.

[2]张宏.电子式电能表常见故障处理及改进建议[J].青海电力，2007.