关于现场智能电能表故障诊断方案的设计实现

关于现场智能电能表故障诊断方案的设计实现
摘要：电力能源是社会发展中必不可少的，在人们生产和生活中发挥着无可替
代的作用，这大大促进了电力行业的发展。

不断加大电力设施建设的力度，在这
样的过程中就带来了电力企业的压力，企业不仅有电力市场的冲击，还有成都电
力建设的重任。

因为我国地区地形复杂，人民对于用电的意识太差，就造成了管
理电网中的很多的困难，在配电网线时会有各种故障出现，无法在第一时间找到
故障的根源，对于电表的故障做总结，整改常见的电表故障，对其进行预防，进
一步保障电表能够正常运行。

关键词：智能电能表；故障；诊断方案
引言
智能电能表的应用能降低电能损耗，提升电力营销业务水平与营销水平。

在
实际运行中，要加强对智能电能表常见故障的检测，确保正常运行。

1智能电能表的结构
智能电能表虽然是新的产物，但其电能计量的本质属性没有改变，在物理构造、工作原理等方面仍以传统的电子式电能表为基础的，只是在功能方面做了完
善和扩展，以适应智能电网建设的需求，主要是通过电子、通讯、智能化等先进
技术来实现的。

因此，智能电能表初了具备传统电子式电能表的基础功能外，还
增加了费控、零线计量、双向计量、冻结等功能，同时对通讯规约和安全论证进
行了完善。

智能电能表主要构成如图1所示，可以看出其由多个模块和元件组成，任一部分故障及问题的出现都会对智能电能表的运行状态产生影响，其元器件的
增多在一定程度上也增加了故障产生的几率。

图1智能电能表原理框图
2智能电能表常见故障
2.1电池故障
目前智能电能表的内部电源以锂电池为主，因此锂电池的质量尤为重要，它
直接影响着智能电能表中的电池系统，进而影响电表的运行质量。

而根据实际检
测数据分析，电池故障是电能表损坏的重要原因。

由于锂电池内部的电路板间受
打火因素影响而发生内部短路，干扰了锂电池的利用使用情况。

对此，应当采用
更加优化的方法进行电源供电系统的检测，避免存在电池系统的运行隐患。

为进
一步检测隐患，可以利用万能表测量，通常情况万能表显示的数值为3.66±0.02V
属于正常范围。

如果结果不在此范围，那么表明该电池存在隐患，会造成电能表
的供电问题，为进一步明确问题因素，需要进行实际检测，以确定故障原因。

2.2死机故障
当电能表在通电后没有反应，则说明电能表很有可能进入了死机状态。

应电
能表使用的是电源降压供电，所以应先排除是否存在匝间短路或变压器绕组断线，以及电源连线是否出现了问题。

此外电源电压断开、虚焊、电压分压断裂都会导
致死机问题发生。

2.3显示故障
这种故障主要包括人为原因导致的显示屏损坏、LCD黑屏、数据显示错误、LCD花屏。

这种问题产生的原因为显示器液晶管脚虚焊以及未插好。

此外在潮湿
高温环境下液晶显示屏同样会发生异常。

如果电路存在搭焊、虚焊问题，就会出
现显示错误。

3现场智能电能表故障诊断方案的设计实现
3.1设计方案
现场智能电能表故障诊断方案，主要对电能表的外观故障和功能故障进行详
细的分析，对有故障的电能表按照故障严重程度分为三类，对不同的故障类型进
行对应的流程处理。

最后将故障信息和数据上传至国家电网公司SG186营销服务
平台，同时能保存所有检测的数据，支持数据导出功能。

3.2系统和功能的实现
3.2.1拍照和图像识别功能
通过调用PDA的摄像头对外观进行拍照、自动识别电表故障并上传至计量营
销管理系统。

通过调用扫描头自动识别条码，获取编码数据，免去手工输入的麻烦，防止手动输错，提高用户体验。

3.2.2数据存储和导出功能
使用OrmLite数据库框架，进行二次封装，实现数据的自动存储、自动分析、自动查询、导出数据功能；工作人员可根据实际情况，每周或每月将数据转移到
外部移动设备上，随时进行过期数据的清理；用户可通过数据存储单元查看电表
的所有数据；设备中其他功能模块可直接从数据中调取相关数据使用。

3.2.3通信检测功能
选择通信方式分为红外通信、ＲS-485通信、ＲS-232通信，程序会自动对对
应的通道预设的波特率进行循环检测，直至匹配到电表正确的波特率，然后进行
通信。

成功通信会获取到电能表的表地址、时间、波特率，最后将结果显示在界
面上；不能获取电能表信息，则说明通信功能发生故障，此时会提示用户生成装
拆工单。

3.2.4电量突变判断功能
电量突变表示被检电能表存在电量飞走、电量倒走等现象，包括日电量数据
突变、月电量数据突变及表内数据乱码。

（1）获取上62次日冻结数据进行分析判断，当判断到后一日表码小于前一
日表码，或后一日表码减前一日表码大于Umax×Imax×24h，则判定为日电量突变；
（2）获取最近12月冻结电量数据判断，当后一月表码小于前一月表码，或
后一月表码减前一月表码大于Umax×Imax当前月小时数，则判定为月电量突变；
（3）电能表内数据乱码：电能表内存储数据存在16进制与10进制数据并存现象。

3.2.5组合误差超差判断功能
包括各费率电能表电能量的累加值同总电量间的误差，以及三相电能表分相
电能量的累加值总电量间的误差均大于标准要求。

具体包括当前组合有功误差超差、当前正向有功组合误差超差、当前反向有功组合误差超差、当前分组电量误
差超差。

计度器总电能示值组合误差算法如式（1）所示：
式中PA为A相的有功功率；PC为C相的有功功率；UAB为A相电压与B相
电压的差值；UCB为C相电压与B相电压的差值；IA为A相的电流；IC为C相的电流；φA和φC分别为A相和C相的相位角。

3.2.7待复检故障判断功能
现场智能电能表故障诊断方案能够判断大部分电能表故障现象，为了保证电
能表故障诊断的准确度与工作效率，主动对以下电能表提出待复检申请：（1）需要与营销系统数据相配合检测的电能表，如电能表内费控单元故障和事件记录异常等故障；
（2）现场已明确故障电能表，而故障原因及造成的影响需进一步处理的电能表。

结语
电能表作为电力行业必不可少的设备，难免出现一些故障，错误的信息会导
致电力系统数据混乱。

电能表分布在全国各地，如何快速，精准地确定电能表的
故障是电力行业正在研究的重大问题，而有些故障是无法通过观察来判断的，现
场智能电能表故障诊断方案只需对电能表进行全面的数据分析和判断，就能快速
准确地排除电能表的故障。

将此方案结合智能化设备，能达到事半功倍的效果。

参考文献：
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