金鑫
哈尔滨电工仪表研究所有限公司 150028
摘要：智能电能表是当前我国智能电网发展下抄核收终端装置的重要体现，智能电能表转变了传统电能表的诸多问题。文章通过对智能电能表运行故障原因进行分析，提出相应的故障预防措施。
关键词：智能电能表；电能表；运行故障；故障原因
引言
随着我国智能电网建设的不断深入，智能电能表逐步取代了传统的电子式电能表，已成为目前电网中用量最多的电能表。智能电能表作为电力公司与用电户之间的重要纽带，其计量电能的准确性与两者的利益息息相关。此外，智能电能电表还可实时监控电网的运行状态，对维护电网安全有重要意义。然而据权威机构的统计，每年电网中发生故障、拆回维修的智能电能表却高达数百万只。因此，如何提高智能电能表可靠性成为目前的研究重点。与电子式电能表相比，智能电能表功能更多，结构也更为复杂，其可靠性不仅涉及硬件性能，也与软件密切相关。所以，智能电能表的故障原因多种多样，且故障发生时，排查工作也更为复杂。
1智能电能表特点分析
智能电能表是实现智能电网建设的重要设备，是一种新型的电能计量仪器，是在传统电能表计量功能的基础之上进行了创新，各项功能更加完善，可以实现数据双向传输，并且可以控制电力客户端，对于供电双方来讲都大有益处。电能表主要用作为供电企业与电力用户之间电费结算的重要依据，所显示的电能值是否准确，直接关系着双方的利益。常用电能表按照有功电能计量准确度划分包括0.2S、0.5S、1和2四个等级，且不同等级适应的运行环境不同。对于智能电能表的应用，必须要保证其各项功能完善，可以就以下几个方面进行分析：一是信息自动采集，包括四象限无功功能、功率因数、分项电流以及分项电压等。二是随时下载更新最新的费率以及电价。三是用户负荷的有效控制。四是准确校准电能表内部时钟。五是可有效记录各项故障事件，如失压、断相、电能表清零、掉电以及编程等。六是针对用户需求进行分时计价与阶梯计价。七是根据约定时间完成对电流、电压、有功功率、无功功率、有功总电能以及无功总电能等信息进行详细记录。八是及时向用户发出用电异常的提醒信息，加强用电管理。九是较强的保密性，可以有效保障用户信息安全。
2智能电能表常见运行故障原因分析
2.1窃电情况
电力企业在经营管理以及抄表终端设备中时常出现很多问题。一般情况下，在实施抄表工作时往往应用的是传统的方式，容易出现窃电行为。窃电问题是电力企业普遍存在的问题，会造成相应的经济损失。所以会加装一些防止窃电行为出现的设备，这些设备一般情况下是和计数工作关联的，因此电力企业比较重视这方面的解决措施。在某种情况下，一些设施设备会因各种问题受到影响，使得反窃电设备不能正常运行。通过对具体问题研究可知，一般是传感器以及计量单元出现了问题，且在电力传输线路中还出现一些窃电问题。因反窃电设备内部出现问题而造成设备不能正常运转，可能会导致更加棘手的问题出现，而一些电力企业没有重视这方面的问题，会存在很大的隐患，进而造成严重的危害。
2.2通信通道方面的问题
随着电力网络的快速发展，电能计量采集系统所涉及的系统功能越来越多，但是随着距离的增加，在计量采集方面会受到采集器自身性能的影响无法很好地满足相应功能的需要，例如在某些相对偏远的山区计量采集系统信号常常会受到严重干扰，影响到正常的计量采集沟通。
2.3计量单元故障
对导致智能电能表计量故障的原因进行深入分析，发现故障原因包括器件质量损伤、电损伤、PCB电路布线不当等，进而提出应从关键物料、工艺管控、验证试验等环节严格把控，以切实提高计量模块的工作可靠性。
针对计量芯片数据溢出对计量误差的影响做了专门研究，发现造成误差大幅超差和计入反向有功电能异常现象的根本原因，是大电流过负荷工况下计量芯片会出现数据溢出，进而提出，通过减小采样电阻或选用准确度更高的电流互感器，可有效减小智能电能表计量误差，提高计量的可靠度。
3智能电能表常见运行故障预防措施
3.1智能电能表在线故障诊断技术
智能电能表运行过程中，可能发生各种类型的故障，其中，有些故障很容易排查，而有些则比较隐蔽。如果能及时发现故障并对其类型进行诊断，则能极大提高智能电能表的运维管理水平，从而提高智能电能表的使用可靠性。而且研究表明，智能电能电表发生较为严重的故障前，其运行过程种产生的数据信息往往有所预示。依据这些先兆信息，若能提前预测智能电能表是否将发生故障，就能经提前检修降低其发生事故的概率，从而提升其使用可靠性。因此，针对智能电能表故障在线诊断技术的研究，通常有两种思路：一是智能电能表已发生故障，分析其运行数据信息，判断具体故障原因；二是对其运行数据信息进行分析，从而预测即将发生故障的类型。
3.2优化通信能力
在长距离通讯方面，若是电能计量采集系统采取的是485总线，那么应用过程中通讯路线会受到距离的限定，一般情况下要控制在1km以内，一旦超出该范围就非常容易造成信号衰减问题。随着距离的增加，信号必然会受到多种因素的干扰，所以485总线的通讯信号会随着距离的增加发生较大衰减。若采取的是较长距离的485总线，那么在实际通讯过程中一定要采用带屏蔽线的电缆，同时也要保证屏蔽线能够进行可靠接地。另外，为了能够有效降低信号减弱所造成的不利影响，也可以在采集器接口以及电能表通讯接口之间设置120Ω左右的电阻，这样能够起到比较好的信号控制效果。针对通讯参数方面的问题，现阶段电力用户用电信息采集系统采用的是网卡和主站间进行通讯，从而确保通讯参数的实际设置和计算机的连接设置相一致。为了确保通讯的有效性，需要按照具体需求对当地相关IP地址、子网掩码等进行独立设置，并且要在采集器和主站端之间设置TCP侦听端口，并且及时和主站通讯。
3.3智能电能表运行状态检测技术
相比传统的电能表，智能电能表依据测得的电参量，可以从多个维度和层面去形成更加丰富的数据信息。通过分析这些数据信息，可以判断智能电能表的运行状态，为维修和更换工作提供指导，从而切实提高智能电能表的使用可靠性。目前，关于智能电能表运行状态的检测技术，主要以产品全寿命周期理论为基础，结合采用模式识别、聚类分析等算法，对智能电能表的运行状态进行综合评价。将智能电能表的全寿命周期细分为研发设计、物料采购、生产制造、出厂供货、验收检测、仓储配送、安装运行、拆除报废共8个阶段，利用上述方法，先对不同阶段分别进行分析评估，再综合各阶段的评估结果，对智能电能表运行状态优劣做出评价。目前，国内已有多家省网电力公司在采用这样的智能电能表运行状态在线检测系统。
3.4提高智能电能表的运行水平
加强智能电能表及其元器件的选型管理，确保智能电能表在现场运行环境条件下的运行能力。加强对智能电能表的软件检测工作，对其软件进行评估和持续升级，确保其软件的纠错、抗干扰能力得到提升。加强智能电能表的相关工作质量管理，使智能电能表的装配和安装过程得到有效监督和考核，提升智能电能表的装配和安装质量。
结语
综上所述，智能电能表的应用越来越广泛，是智能电网建设的重要仪器，对供电双方利益均有着较大的影响，因此必须要保证其稳定可靠运行。加强对智能电能表的质量管理，结合智能电能表存在故障原因进行分析，并制定合理处理措施，降低异常现象的发生，保证电能计量的准确性。
参考文献
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