自动抄表系统中智能电能表故障的分析与思考

自动抄表系统中智能电能表故障的分析与思考

牛光辉

（国网安徽省电力公司阜阳供电公司安徽阜阳236000）

摘要：随着我国电力事业的发展，如今我国自动抄表系统智能电能表的普及范围越来越广。然而由于智能电能表需要满足不同环境、不同客户的的使用，如果在运行过程中，出现故障问题，则会给电力企业及用户带来很多不便。虽然目前智能电能表的功能越来越齐全，但也会出现相应的故障问题，为了提高智能电能表的可靠性，本文主要分析了智能电能表的含义及作用，阐述了智能电能表常见的故障，并针对改善智能电能表故障的措施进行了研究和探讨。

关键词：自动抄表系统；智能电能表；常见故障

随着我国用电需求量越来越大，我国非常注重智能电网的建设，主要是利用智能控制，实现电力系统的信息化、自动化和互动化，从而打造出经济高效、清洁环保的现代电网。智能电能表具有用电信息采集和数据传输的作用，符合我国智能电网战略的发展和推进，因此在智能电能表数据采集工作非常重要。目前在智能电能表的使用中可以发现，其还存在一定的问题，基本与通信单元相关，因此需要根据电能表相关技术和检定规程进行智能电能表的改善。

一、智能电能表的含义及作用

智能电能表是指利用计算机技术、通信技术，并以智能芯片为核心，组成具有计量、计时、计费、用电管理等作用的智能电能表。随着科技的进步，如今智能电能表还具有阶梯电价、在线检测等功能。智能电表可以实现用电信息的自动采集、下载费率方案和电价、控制用电负荷、实施分时计价和阶梯计价，同时还能够自动记录失压、失流、断相，接受远程信息指令等，其功能比较强大。

根据等级、负荷开关、通信方式及费控方式，可以将智能电能划分为不同的种类。一般智能电能表具备计量功能、需量测量功能、时钟功能、费率和时段功能、清零功能、数据存储功能、冻结功能、事件记录功能、通信功能、信号输出功能、显示功能、测量功能、安全保护功能、费控功能、负荷记录功能、阶梯电价功能、停电抄表功能、报警功能、辅助电源功能、安全认证功能等。

二、智能电能表常见的故障

（一）自动抄表系统网络结构

自动抄表系统是指主站通过远程信息将电能表中的计量数据和其他用电信息进行抄读，并进行增值服务。自动抄表系统主要包括智能电能表、台变总表、采集器、近程通信信道等设备。一般一台配电变压器中配备有一个集中器和一个三相四线制台变总表、其中集中器采用RS-485方式进行数据的采集和存储，智能电能表安装在计量表箱中，然后利用采集器进行智能表用电信息的采集。将测试完好的智能电能表放置自动抄表系统中运行，则其会出现一定的故障问题。

（二）电能量数据无法抄读故障

将电能表运用在自动抄表系统中，如果出现一开始能够进行数据和信息的抄读，而在运行一段时间后，则难以进行数据和信息的抄读，此时电能表出现电能量数据抄读不到的问题。通过对电能表的检测发现，此时电能表通信地址出现的变化，具有随机性，而不是铭牌上的标准值。然而采集器仍然是根据铭牌上标准值进行抄读，因此电能表无法满足抄读作用。电能表通信地址具有固定性，一般存储在EEP-ROM中，难以变化。通过对电能表的研究可以发现，通信地址之所以出现变化，主要是由于EEP-ROM存储器的VCC引脚接到了MCU的P33引脚。这样的连接方式，虽然从表面上看实现了低功耗，即EEP-ROM操作时，P33引脚输出高电平，EEP-ROM完毕后，P33引脚输出低电平，但却难以保证数据使用的安全性。因为电能表在运行过程中，之所以出现通信地址变化的原因，主要是由于自动抄表系统采集器怕频繁读取通信地址，致使对电源产生抖动干扰。同时EEP-ROM存储器本身存在安全性差的问题，因此当电源出现抖动干扰时，且与写操作时序相同，则会致使EEP-ROM数据丢失，最终出现电能表通信地址变化，成为随机数。

而之前对电能表的测试中，没有进行频繁抄读电能表的情况，因此无法准确检测出智能电能表无法抄读的问题。

（三）黑屏、电量异常故障

将智能电能表运用在自动抄表系统中，还会出现显示黑屏、电量数据过大或过小，以及显示缺少笔划，致使信息不够明确等问题。通过对智能电能表出现黑屏或电量异常故障问题的研究，首先可以进行强电磁干扰是否会对智能电能表产生影响，致使其程序跑飞。在检测强电磁干扰时，一般采用电快速瞬变脉冲群、射频电磁场、浪涌等进行电磁骚扰抗扰度试验，如果电能表的数据显示正常，则表明电能表具有较强的抗干扰能力，并不会出现程序跑飞的问题。随后可以推测，可能是由于电能表的嵌入式程序致使电能表发生黑屏、电量异常故障。智能电能表软件部分主要包括程序初始化、数据结构、显示处理等，其中程序初始化包括MCU初始化和电表部件初始化，数据结构包括内存数据结构和E2ROM数据结构，通信处理包括通信接受模块、通信命令模块和通信发送模块等。

电能表的嵌入式程序中主程序、子程序和中断子程序可以直接使用数据项。当主程序进行数据存贮操作时，如果出现中断信号，主程序会被挂起，此时中断子程序被执行。但当中断处理完成后，主程序继续进行存贮操作，如果中断子程序出现数据处理错误的问题，则错误的电量数据会被记录存贮器，致使电能量数据出错。如果将电能表电流端串接，RS-485串接，则能够有效实现抄读电能表的连续性。

三、改善智能电能表故障的措施

根据我国目前电能表技术标准和检定规程，电能表走字试验和电能表通信规约是分开的。在进行走字试验时，此时电能表没有进行通信工作，同时通信规约满足试验的时间比较少，因此通过试验通信规约数据项对电能表的支持方案，并不能满足自动抄表系统电能表运行的实际情况，也无法明确电能表通信单元在实际运行过程中可能会出现的问题。因此根据目前我国电能表技术标准和检定规程，即使通过检验的智能电能表也会出现通讯单元瑕疵问题。

为了保证电能表能够在自动抄表系统中长期工作，需要注重对通信单元性能的测试。如将电能表同相电流线路串联、电压线路并联，最后进行走字试验，但在进行走字试验时，要确保额定的最大负载。利用RS-485通信口进行电能表电量数据的抄读，一般可以采用5分钟、10分钟、30分钟等方式进行参数的设置。另外在进行试验时，要保障走字试验高达72小时。利用上述试验方法，可以明确发现电能表中通信单元存在的问题，则就可以有效减少因为电能表因为频繁执行通信任务而引发的故障。

结束语

综上所述，随着我国智能电网的建设和发展，智能电能表的运用越来越普及，然而在实际工作中，智能电能表还会出现一定的问题，影响电力企业和用户的利益。通过上述分析可知，改善智能电能表技术标准和检定规程，能够有效解决智能电能表存在等问题。

参考文献

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