智能电能表计量性能故障及处理分析

曹宏宇 康德功 马建坤

摘 要：随着社会经济的飞速发展，也带动着电力行业的不断进步。电能表的功能日益丰富起来，目前的电能表已经具备了诸多功能，例如信息存储管理、实时监测、智能调控、信息交互等，正是由于这些功能的出现，让电能计量工作更加简单便捷，也促进了营销管理工作的进步，在为客户提供便捷服务的同时，也提升了电力公司的经济效益。但是电能表功能的丰富也为电能表的检查工作带来了更高的要求。功能丰富，故障率也就相应增高，就要求相关部门要定期对电能表进行检查，排查故障，并对故障的排查方法进行总结，以提高维护人员的业务素养，确保筛查的准确性，促进电能交易公平化，以维护广大用户和供电企业的经济效益。

关键词：智能电能表;计量性能;故障;处理方式

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）19-0177-02

在电力企业的电网运行过程中，智能电能表是使用最为广泛的電力设备，其为电网的正常运行提供了保障。在具体使用过程中，因为一系列客观因素的影响会导致智能电能表出现很多故障，导致运行过程中出现差错，对人们的正常用电会造成很大影响，也为供电企业带来了损失。对此类进行具体讨论后，我国的供电企业细致地分析了智能电能表的运行过程，对各类故障进行了研究讨论，最终发现因为时间而老化的元器件和衰退的性能是导致智能电能表出现故障的主要因素，广大用户也对智能电能表的计量性能更加关注。针对此类情况，降低电能表运行中出现异常情况的概率是未来供电企业发展和保障客户用电的基本要求。

1 智能电能表工作原理

随着电网规模的迅速发展，电力行业也表现出了前所未有的进步。随着经济的飞速发展呢，科学技术水平也有了显著提升。针对目前城乡用户的用电情况，为了让用户能够更加方便安全地用电，智能电表得以推出。但是由于生活中存在过多的耗电量巨大的设备，为电能表带来到了十分沉重的压力，导致故障频发，一旦电能表出现障碍，电力运输就会受到阻碍，人们的正常生活也不能得到用电保障，针对此类情况，此文对智能电表性能故障进行了讨论分析。

智能电能表存在的主要意义是对电力系统中的客户用电费用和用电量等信息进行储存，将电流和电压模拟信号转换为数字信号，然后将其储存在电能表中，再经过数次处理系统的处理后才能转换为脉冲信号，传达至中央处理器，由中央处理器对电能表中储存的数据进行读取，然后对特定时段的用电状况进行讨论分析，让数据能够进行正常储存并检测。

2 计量性能故障的分析和检测

智能电能表经常性地会出现误差、运作异常和停走的情况。对常发故障进行分析后，对导致出现故障的原因进行了分析，讨论出了对故障的检测方式。

2.1 停走故障

通过对大量智能电表进行检修和维护后发现，出现最多的故障就是停走故障，发生这类故障后电表就不能进行正常计量，因此，如果电表出现计量异常的情况，应当将此原因考虑在内。

2.2 走量故障

走量故障的表现形式诸多，其中最主要的就是屏幕不再有数据显示，不能进行正常的脉冲转换，导致出现这种故障的最大可能性就是内部计量芯片和处理器出现运行障碍，导致电源电路不能进行正常供电。对电能表出现故障的位置差异性进行分析后发现，大致可以分为三种情况：（1）电机匝机出现异常情况，变压器故障或变电器故障。（2）二极管或三极管的运行异常导致出现物理整流现象，甚至稳压器中的元器件损坏。（3）因为运行时间过长导致负荷开关断开[1]。

通过对以上故障情况进行分析可以得出，电能表能够正常进行脉冲输出表示计量芯片能够正常运作，故障发生点可能是CPU和计量芯片脉冲输出线路之间，或CPU和存储器、显示器的连接线上，针对此情况，可以对CPU对应管脚进行检查，以便及时发现虚焊情况并采取措施进行处理，或对计量芯片输出脚和CPU管脚的连接情况进行详细检查[2]。

2.3 误差超差故障

此类故障属于十分常见的故障，通过对拆回的智能电能表进行详细检查，发现计量故障占据了所有故障的20%。通过对故障现象和故障部位进行分类，可以分为下列几类。

2.3.1 误差无规律变化

电能表芯片中均含有VREF基准电压输入管脚，其主要具备的是对电流的取样功能，电压取样的ADC模数转换电路提供基准电压，此基准电压的合理取值范围为2.5V+0.3V。如果芯片内置的模数转换电路出现故障，就会致使电流取样和电压取样全部出现误差。

晶振故障。晶振存在的意义就是提供芯片系统正常运作所需要的钟源，计量芯片能够正常工作也是因为晶振的存在。一旦计量芯片晶振出现异常，就不能进行正常的采样信号处理工作，也会累及到快速脉冲计数器，增高其出现功能障碍的概率，导致电能表运行异常。

2.3.2 误差超差，有规律

导致出现此类故障的原因主要是因为电阻、电容和计量芯片不能正常运行，从而使信号出现异常情况。

2.3.3 误差溢出，严重超差

通过对以往的检修实例进行回顾分析，出现故障的时候，通常会出现脉冲指示灯闪烁的情况，最终导致电能表运行出现误差。

2.4 环境问题

由于电能智能表属于一种精密仪器，其内部结构十分复杂，元器件很多，在使用过程中就十分容易受到外部环境的影响。针对此类情况，电能表使用前的准备工作就显得尤为重要。在将电能表全面投入使用之前，需要进行严格的校准和测试，才能有效降低计量性能故障事件的发生。条件允许的话，可以将智能电能表放入一个尘土和磁场较弱的环境，对其进行调校和测试，就能很大程度上提高计量的精确程度[3]。除此之外，由于电能表的液晶显示屏外都有一层玻璃构成，而玻璃的易损程度高，十分容易受到外界破坏，这就要求相关工作人员在运输过程中要重视对玻璃的保护工作，在电能表投入使用后也要定期进行巡查保护和维修，从而保证电能表计量工作的正常运行[4]。

4 提高计量准确性措施

智能电能表最常见的计量故障，就是电能表停走，或运行过程中出现误差，导致出现此类故障的主要原因是元器件的老坏，内部线路出现异常等。所以，对电能表计量性能起到最关键作用的是元器件的质量和生产工艺。

4.1 高品质元器件

要想从根本上出发降低智能电能表的故障发生率，最好的办法就是选择高品质的元器件进行智能电能表的组装。必须要注重元器件的质量，要选择专业素养更强的元器件供应商，并在采购之前对元器件进行专业检测，要严格把控生产环境[5]。密切关注每一个生产环境，保证采购的元器件质量都属于正常状态，才能降低电能表在使用过程中出现故障和误差的概率。

4.2 生产工艺

只要保证生产技术的安全性，并不断对技术进行更新，才能降低电能表出现故障和误差的概率，才够达到相关标准，且要对生产技术进行创新，针对实际需求为元器件进行加工[6]。

4.3 保证密钥下装工作

智能电能表在公钥情况下很难进行正常的费用控制操作，进行密钥下装工作首先必须要严格核实身份、安全认证等技术，防止电能表的电费信息和电量信息出现误差，提高信息的完善性，并保证参数设置不会出错和控制命令能够正常执行[7]。如果在下装工作中，电能表液晶屏出现ERR-10的代码，就表示身份认证错误。在下装过程中任何环节出现差错，都会导致出现此类故障，不能再正常进行密钥更新[8]。

4.4 电池电压异常解决方案

通常情况下，电能表液晶屏出现ERR-04代码表示电能表电池电压不足。电能表电池具有重要的作用，主要是为定期抄表工作进行供电[9]。如果电表能够正常运作，其就能为电池进行不间断充电，一旦不能正常运作，电能表的循环显示功能就会出现障碍，液晶屏显固定显示此异常代码，就只能重新更换电池，以排除故障[10]。

5 结语

通过对电能表的常见故障进行系统分析和探讨，为以后在智能电能表故障工作的排查奠定基础，并提前制定设备维护和检修预案，落实到每一位检修人员，保证其工作质量。在未来的工作中，还需要对出现故障的原因以及解决故障的方式不断进行总结分析，才能提前进行预防，发生障碍了第一时间能够解决。只有这样才能最大程度保障智能电能表的正常运行，降低出現故障的概率，为人们的日常生活用电保驾护航，促进智能电能表和供电行业的发展。

参考文献

[1] 栗树森.智能电能表计量性能故障分析[J].黑龙江科学，2018，9（20）：72-73.

[2] 陈佩茹.交流电能表在计量检定中常见故障和处理方法探究[J].装饰装修天地，2018，13（24）：381.

[3] 于宁，张强，崔晖，等.关于现场智能电能表故障诊断方案的设计实现[J].电测与仪表，2018，55（7）：99-104.

[4] 韩冬.交流电能表在计量检定中的常见故障及处理方法[J].建筑工程技术与设计，2016，11（31）：1610.

[5] 白志毅.交流电能表在计量检定中的常见故障和处理方法分析[J].企业技术开发（下半月），2016，35（7）：126-127.

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[8] 李林.基于ARM的三相多功能电能电能表的设计与实现[D].江苏：南京大学，2007，8（21）：221-225.

[9] 赵良德，庄磊，疏奇奇，等.电能计量器具大规模智能化检定关键技术及成套装备[Z].国网安徽省电力公司电力科学研究院，合肥工业大学，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，2017，15（25）：167-176.

[10] 徐英辉，刘宣，张蓬鹤，等.多维度高可靠性电力计量关键技术研究及应用[Z].中国电力科学研究院，国网北京市电力公司，华北电力科学研究院有限责任公司，国网江苏省电力公司电力科学研究院，国网安徽省电力公司，烟台东方威思顿电气股份有限公司，2016，36（8）：131-141.