智能电能表可靠性预计技术
运行中智能电能表质量分析及预测方法研究
运行中智能电能表质量分析及预测方法研究发布时间：2022-07-15T06:37:24.672Z 来源：《当代电力文化》2022年3月第5期作者：于莎莎，刘丽媛[导读] 对于智能电能表的质量分析工作，无论是作为生产者的厂商，还是作为使用者的国家电网公司，于莎莎，刘丽媛黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司，150028；，黑龙江建筑职业技术学院，150000摘要：对于智能电能表的质量分析工作，无论是作为生产者的厂商，还是作为使用者的国家电网公司，都还没有一个定量的标准。
2014年，国家电网公司开展了电能计量装置状态检验方面的探索和研究，研究成果是根据对电能表的当前运行状态的评价，指导电能表现场检验及轮换周期的动态调整工作；2015年，基于大数据技术的智能电能表运行状态分析系统通过分布式存储、分布式分析计算和数据挖掘，将用电信息采集系统、计量生产调度平台、营销业务系统等系统中的电能表信息的海量数据转化成智能电能表运行状态报告。
但是，上述研究是从智能电能表全寿命周期的部分环节入手，缺少智能电能表关键环节的质量分析方法研究。
关键词：智能电能表；质量分析；预测方法引言智能电能表已成为智能电网负荷管理的重要技术设备，但其在电能计量中的应用可能会导致各种运行故障。
基于智能电能表不同的运行故障形式，分析了智能电能表在不同故障模式下的故障原因，并研究了其改进方案。
1智能电能表概述电力系统由几个模块组成，其中智能电能表是最重要的模块之一，在整个电网中发挥着重要作用。
在整个电力系统中使用智能仪表可以全面提高电力系统的管理水平，特别是在资源分配方面，智能仪表是电力系统信息的最终感知模块，是整个系统信息的准确性智能仪表是电力系统适应用户的关键部分。
逐步改进智能能源计功能是发展和更新国家电网以确保国家电网稳定和安全运行的必要步骤，也是确保国民经济迅速发展的重要基石。
2电能表质量分析模型构建电能表质量分析模型的任务是依据电能表关键环节相关数据，挖掘已拆回电能表发生故障的规律，预测具备同特征在运电能表发生故障的概率，并进行现场数据验证。
关于提高智能电能表可靠性技术的分析
关于提高智能电能表可靠性技术的分析摘要：智能电能表运行可靠性技术可以优化智能电能表设计和使用，提升智能电能表检测精确性。
与传统的电能表技术相比更具优势，可对所检测的数据内容进行智能化信息比对分析，数据处理方式更为精准，实现信息的一体化监测，进而提升电力管理的总体质量。
本文从智能电能表运行原理入手，探讨智能电能表可靠性技术提高策略，以供参考。
关键词：智能电能表；可靠性技术；分析引言：智能电能表具有比传统电能表更为全面的功能，但是由于运行环境的影响，导致智能电能表运行稳定性会受到一定的影响，所以需要进行智能电能表的可靠性分析，充分利用可靠性分析技术研究，分析智能电能表在运行可靠性上存在的不足，并进行优化工作。
1智能电能表的原理和可靠性1.1智能电能表原理当前，在国际范围内，尚未形成对智能电能表形成统一的概念和标准，但是在行业内部对智能电能表已经形成了相对宽泛的定义，智能电能表使用微型处理器、计算机网络技术等作为基础，可实现电能数据的自动分析和采集，具有远程通讯功能，能自动完成计量工作。
实际工作中，智能电能表可以双向计量，使数据实现实时交互，从而完成远程断电操作，同时还能完成自动电费计价等相关工作。
智能电能表和传统电表相比结构更复杂，由大量的电子元器件构成，工作中会利用电压和电流实时采样获得数据，之后使用脉冲输出数据，由微处理器在处理之后输出脉冲所表示的电量值。
目前，智能电能表具备电压电流采样、电能计量、数据储存等功能，不但实现数据传输的同时，还能接收升级补丁实现软件升级，与此同时，集成远程抄表、电费充值等功能，完成数据高级处理与操作。
1.2智能电能表可靠性智能电能表也属于电子产品，因此可以从可靠性角度研究智能电能表的相关属性，以及通过使用可靠度对智能电能表的可靠性进行定量分析。
智能电能表的产品可靠性体现在，其能在规定时间内，使产品故障概率或者满足特定功能的概率达到最佳状态，能表现智能电能表的使用寿命，也能衡量智能电能表在使用过程中所具有的稳定性，目前市面上的智能电能表寿命一般都在10年以上。
智能电能表可靠性预计技术浅析
智能电能表可靠性预计技术浅析一、前言随着科技和经济的发展，智能电能表不仅实现了电力数据的存储与管理，更具备强大的通信能力，已经被广泛运用在电能计量系统中。
本文就智能电能表可靠性预计技术进行了探讨。
二、智能电能表简介1、智能电能表简介智能电能表是智能电网系统中一个重要组成部分，也是使用电系统走向智能化的重要体现，在整个智能电网建设中占据着至关重要的地位。
针对我国用电系统的现状，大规模的智能电网建设是必然趋势，对于智能电能表的研究也是极其必要的。
目前，由于智能用电系统的组成较为复杂，主要是由智能电能表、智能管理系统、用电信息采集设备、智能互感器、智能检定技术、营销管理系统等构成。
智能电能表作为其中最主要的部分，承担着原始数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成，分析优化的基础。
目前，随着国家电网公司提出智能电网的建设方向后，智能电能表已经开始在全国范围内安装运行。
虽然目前智能电能表的技术方面还存在一些隐患，但总体来说还是取得了很好的应用成效。
2、智能电能表的类型国家电网在2009年时就发布了关于智能电能表系列的一些标准与规范，智能电能表拥有很多功能，因此属于一款多功能的基表。
其采用的是模块化的设计，且在传统电能表的基础上增设了费控、无线以及载波等等功能，实现了更多电能表功能。
前面介绍过，智能电能表是一种全新的全电子式电能表，主要由测量单元、数据处理与存储单元以及通信单元等几部分组成，不仅实现了电能的计量、信息的存储与处理、实时监控等目的，还具有自动控制与信息交互等功能，是非常强大的集通信与数据处理予一身的智能电能计量系统。
如果从有功电能计量准确度的角度来分类，智能电能表可以分为0.2S、0.5S、1、2四个等级，我们可以按照不同的安装环境来选择不同等级的类型电能表。
具体可以参考下表：与普通的电能表不同，智能电能表的检测项目与试验流程都有所不同，针对费控智能电能表而言，不仅要进行普通电能表全部的验收检测项目外，还要进行安装之前对于跳闸、合闸以及交易密钥下装等环节的检测。
智能电能表可靠性预计技术
智能电能表可靠性预计技术摘要：文章首先简述了智能电能表的主要功能，然后分析了智能电能表元器件可靠性研究与管理，最后重点就预计结果进行分析。
关键词：智能电能表；可靠性预计技术；展望一、前言随着我国电子信息技术的发展，电能表也在不断地更新升级，智能电能表的可靠性直接关系到整个产品的开发与研究，因此，智能电能表的可靠运行便显得尤为重要。
本文就智能电能表可靠性预计技术进行了探讨。
二、智能电能表的主要功能二十世纪九十年代初期，电能表以机电一体为主，俗称工业多费率电能表；中期采用数字式电能表；中后期使用IC卡电能表、电力载波仪表等。
二十一世纪初，国家试行并加大两部制电价和分时计费的应用范围，促进了电子式多费率电能表的发展及使用。
电子式多功能电能表具有分时计量正向有功功率、反向有功功率多费率电能及总电能功能，以及四象限无功电能计量等功能，通过RS-485通信口在一定的通信规约下进行通信，实现本地或远方抄表以及参数设置。
另外，还具有记录最大电能需求量、冻结与存储电能量、测量电压和电流量、记录失压等功能。
智能电表是智能电网的核心设备之一，而智能电表的核心作用，是实现用电客户与电力公司之间的信息交换。
因此，客户端必须安装用电信息采集和电网信息处理的、双向互动的智能电表。
智能电表实行对电力需求侧管理，利用电网实行的分时电价政策，对客户的用电量实行削减高峰时段负荷，提高低谷时段负荷，在减少客户用电成本的同时，对电网的削峰填谷作出贡献。
智能电表区别于传统电能表，主要是具有双向实时通信功能和互动性，为实施阶梯电价提供了可能。
比如：供电部门可以通过智能电表，向客户发布实时电价信息，而用电客户则可以据此合理用电；供电部门可以通过智能电表，向客户定时、定期发布用电记录，而用电客户及时掌握用电信息，可以节约用电；反之，用电客户也可以通过智能电表，向供电部门上传近期的用电打算，协同供电部门制定用电方案，可以减少电网备用容量，提高电网经济效益。
智能电力技术的可靠性与安全性评估方法
智能电力技术的可靠性与安全性评估方法随着现代社会的不断发展，智能电力技术在电力系统中发挥着重要的作用。
智能电力技术通过应用先进的电力设备、智能化的控制和管理系统以及互联网技术，使得电力系统更加智能、高效。
然而，智能电力技术的可靠性和安全性一直是人们关注的焦点。
本文将介绍一些智能电力技术的可靠性与安全性评估方法。
首先，我们需要评估智能电力技术的可靠性。
可靠性评估是指通过对电力系统的运行数据进行分析和处理，评估系统正常运行的概率。
对于智能电力技术来说，可靠性评估不仅要考虑传统电力设备的可靠性，还需要考虑到智能化设备和控制系统的稳定性和可靠性。
评估可靠性的主要方法有两种：定量方法和定性方法。
定量方法是通过数据分析和建模来评估可靠性。
首先，我们需要收集电力系统的运行数据，包括电力负荷、电压、电流等参数。
然后，通过建立数学模型来分析系统故障的可能性，并计算系统的可靠性指标，如可用性、平均故障间隔时间等。
最后，根据可靠性指标来评估智能电力技术的可靠性。
这种方法可以通过大量的数据和精确的计算来评估系统的可靠性，但需要收集大量的数据并进行复杂的计算，因此需要专业的人员和高性能的计算设备。
定性方法是通过专家判断和经验总结来评估可靠性。
这种方法主要通过专家调查和专家评估来进行评估。
专家可以根据自己的经验和知识来评估系统的可靠性，并给出评估结果。
这种方法相对简单，不需要大量的数据和计算，但对专家的经验和判断能力要求较高。
除了可靠性评估，安全性评估也是评估智能电力技术的重要方法之一。
安全性评估是指评估智能电力技术在运行过程中是否存在安全隐患，以及可能引发的安全风险。
评估安全性的主要方法有三种：风险评估、漏洞评估和脆弱性评估。
风险评估是通过评估智能电力技术在运行过程中可能发生的事件的概率和影响程度来评估安全性。
这种方法需要收集和分析电力系统的运行数据，并综合考虑各种可能的事件和环境因素，来评估智能电力技术的安全性。
漏洞评估是通过分析智能电力技术的软件和硬件系统，找出可能存在的漏洞和安全问题。
电能表可靠性
可靠度：当ｔ小于元件的寿命Ｔ时，元件在［０，ｔ］内能正常工作。
一般情况下，Ｒ（ｔ）随ｔ的增大而下降，即智能电能表可靠度随时间的增加而降低。
若已知元件寿命Ｔ的概率密度ｆ（ｔ），那么对，由于元件寿命的概率密度ｆ（ｔ）于给定的ｔ，则有()()dt=R⎰∞tttf无法事先知道，在实际应用中，Ｒ（ｔ）的计算经常通过寿命试验取得。
失效率智能电能表失效特征，也就是失效率随时间变化的曲线形似浴盆，分为早期失效阶段、使用寿命阶段和疲劳失效阶段三部分。
第一阶段为早期失效期，其()tλ为下降函数，产品失效的原因可能是由于产品设计和不良加工所造成的缺陷，随着使用时间的增加将不断被发现和排除，从而导致失效率下降。
第二阶段为偶然失效期，又称随机失效期，其()tλ近似为常数，此时产品性能十分稳定，在这一时期产品的失效可以认为是偶然发生的。
第三阶段为耗损失效期，其()tλ呈上升趋势，主要是由于材料老化、疲劳、磨损等引起的失效，其特点是失效率急剧增加，大部分都会失效。
平均无故障工作时间平均寿命同样难以事先获得，一般是在实际装置生产后，通过统计方法与实验数据分析计算得出元器件计数法和元器件应力法属于以数理统计为基础的可靠性预计方法。
在预计之前，需要详细了解智能电能表的结构信息、工作条件和元器件的可靠性数据。
对电子产品开展预计时，其基本设想是系统各组成部分同等重要，任何一部分的失效都假定将会引起系统的失效。
对智能电能表的预计沿用此思想，其系统模型采用串联模型，整表失效率等于子单元或元器件失效率的加和。
（当构成系统的元器件之间是简单的串联关系时，元器件失效率的加和即为设备的失效率。
智能电能表内大部分元器件的失效率在计算时，需要根据元器件所属的类别和子类别查找预计手册，这部分元器件首先需要根据手册的信息需求，汇编其具备应力数据的元器件清单，包括元器件名称、型号、规格、性能额定值，及有关的设计、工艺、结构参数和工作应力等数据。
然后，根所列出的基本信息，查找预计手册得到元器件应力因子参数值，从而代入失效率模型求出元器件的工作失效率。
智能电能表可靠性预计技术
智能电能表可靠性预计技术摘要：电力企业对于终端的用户需要采用统计用电数据的重要设施，这种重要的设施便是电子智能表，它对于将整个电网系统的智能化和信息化起到不可替代的作用。
智能电表的可靠性的提高需要科学的技术手段，其中智能电表可靠性预计技术是一项重要的技术手段，其中开展预计的关键是选择和其相适合的预计手册，本文以现有技术为依托，通过分析可靠性预计手册，运用对比实验的方法，选出智能电表可靠性预计程度较高的预计手册，希望能够对我国电网的智能化发展提供有益的参考，希望对相关技术人员有所帮助。
关键词：智能电表、可靠性、预计手册、技术我国电力企业不断地推进和完善各终端用户用电信息的信息系统建设，信息系统建设可覆盖各个用户，全方位的覆盖，收集全面的用电信息，其中智能电表是对用电数据采集的重要组成部分。
采集系统的安全和稳定性运行直接依托于智能电表的可靠性，这直接影响到用户供电的稳定性和安全性。
因此不仅需要加强对于智能电表的设计、生产、购买等途径加强监管，还需要对智能电表的可靠性指标做科学的评判和测评，依据专业的理论知识和实际工作经验得出提高可靠性的方法，从整体上提高智能电表的质量，增强智能电表的运行稳定性和可靠性，并提高其使用寿命。
1.智能电表可靠性预计技术的概述1.对智能电表的可靠性简要分析智能电表是智能电网系统的终端设备，它主要承担着对终端用户的电量统计和数据采集传输任务，并且它对电力企业的结算和电网系统管理起到无可替代的总要作用。
我国的电力系统服务用户几乎覆盖全国的各个地区，我国智能电表的安装任务和目标在不断地发展，且每年都能达到预定目标，智能电表的可靠性预计已经成为电力企业对质量控制的重要方法。
2.可靠性预计手册概述可靠性的概念最早可于追溯到二战时期，美军为了降低飞机的事故率，开始对飞机的使用寿命和部件进行研究，此后便提出可靠性的概念，可靠性随后便被各个行业广发的应用，可靠性预计技术可以对产品的价值和使用寿命进行提前的估算，因此受到社会各行业的广泛关注。
可靠性预计报告
(2)、电阻 ◆ 对于进口电阻，其工作失效率预计模型为：
λP=λbπEπQπTπS 式中：λP——工作失效率，10-6／h； λb——基本失效率，10-6／h； πE——环境系数（取一般地面固定，即 GF1） ； πQ——质量系数（取 3.0，即执行军用规范但无可靠性指标的产品） ； πT——温度系数（取平均温度为 40℃） ； πS—— 电应力系数； 使用该模型进行预计的器件主要有片式膜电阻（0805 及 0603 规格各阻值） ，该器件由 台湾国巨(Yageo) 生产，精度可达±1%或±5%，工作温度：-55～155℃，按进口元器件 模型进行预计。
图 2. 0.5S 级三相智能电能表可靠性框图Biblioteka 电源管理 电能计量LCD显示
红外通讯
存储器
RS485
实时时钟
2 可靠性数学模型：
组成 0.5S 级三相智能电能表的各个部件之间是串联关系， 设每个部件的可靠度为 Ri， 则系统的可靠度 RS 为：
RS＝R1 R2 Rn Ri
i 1
三、 可靠性预计的依据和元器件质量等级
0.5S 级三相智能电能表中使用的元器件均符合工业标准并进行筛选， 依据 GJB/Z 299C 进行预计， 国产元器件的可靠性预计采用 299C 应力法， 进口元器件的可靠性预计采用 299C 进口件应力法。元器件质量等级是依据元器件的选用、采购、批检验控制和 FRACAS 系统 运行情况来确定的。
(3)、电容 ◆ 对于进口电容，其工作失效率预计模型为：
λP=λbπEπQπTπSπch
式中：λP——工作失效率，10-6／h； λb——基本失效率，10-6／h； πE——环境系数（取一般地面固定，即 GF1） ； πQ——质量系数（取 3.0，即执行军用规范但无可靠性指标的产品） ； πT——温度系数（取平均温度为 60℃） ； πS——电应力系数； πch ——表面贴装系数（取 1.3，即为无引线片式类瓷介电容） 采用该预计模型的元器件有胆电容、铝电解电容和片式电容： ① 铝电解电容选用日本红宝石和韩国三和品牌的长寿命电容 YXF/WL 系列 （105℃） ， 使用寿命≥4000h；漏电流：< 3μA，额定电压：≥16V，工作温度：-40~+105℃。 稳压之前的电容工作电压 VS=12V，额定电压为 VM=35V，稳压之后的电容工作电压 VS=5V，额定电压为 VM=16V。 ② 片式电容采用日本 TDK 生产的 0805 系列， 精度可达±5%、 ±10%， 工作温度： -55～ 125℃。生产工艺先进，可按进口元器件进行预计。 编号 ① ② 名称 铝电解电容 400μF-12000μF 片式电容 各规格 0.005 0.0004 1.5 1.5 3.0 3.0 1.6 1.1 0.6 0.4 1.0 1.0 0.0216 0.0008 规格 ＜400μF λb 0.003 πE 1.5 πQ 3.0 πT 1.6 πS 0.6 πch 1.0 λP 0.0130
智能电能表可靠性预计技术
第7期
袁金灿，等：智能电能表可靠性预计技术
集数据的器件和智能电能表属于同一个系统，元器件 分类较适用于智能电能表，随着我国元器件质量水平 的不断提高，2006 年出版的 SR - 332 元器件数据满 足预计的需求。
第 6 年 0.767 7 2 323 第 13 年 0.564 0 4 360
第 7 年 0.734 6 2 654 第 14 年 0.539 7 4 603
DL ／ T448 — 2000《电能计量装置技术管理规程》 规定运行中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类电能表的轮换周期一般为 3～4 年 。 满 1 个 轮 换 周 期 后 抽 样 10% 做 修 调 前 检 验，Ⅰ、Ⅱ类电能表的修调前检验合格率为 100 %，Ⅲ
考虑到智能电能表的特点、方法可操作性、应用 经验和电能表厂家所能提供的工程信息等因素， 对比各预计手册，可以得到 Telcordia SR- 332 Issue 2 是目前预计智能电能表可靠性最佳的预计手册，原 因如下。
a. 智能电能表结构相对简单，生产工艺符合相应 的工艺标准，在制造商交付电力公司前，智能电能表 经历过老化筛选，决定智能电能表可靠性的最主要因 素是元器件。 依据 IEC62059 - 41《电能计量设备可 信性 - 第 41 部分可靠性预计》和 JJF1024 — 2006 《测 量仪器可靠性分析》搭建智能电能表可靠性预计模 型，可以假定所有元器件同样重要，即任何元器件的 失效都会引起智能电能表的失效，其可靠性框图是串 联 模 型 ， ［10］ 系 统 失 效 率 宜 采 用 SR - 332 预 计 手 册 的 累加模式处理。
智能电能表可靠性及其检测技术
智能电能表可靠性及其检测技术作者：赵玉梅来源：《数字技术与应用》2014年第12期摘要：智能电能表是智能电网实现数据采集功能的基础设备，是实现智能用电的重要设备之一。
随着智能电表的持续推广应用，电能表的可靠性逐渐得到重视。
分析智能电能表可靠性的问题，简单介绍了我国的可信性测试标准体系，详细阐述了智能电能表的多种可靠性检测技术及试验方法。
关键词：智能电能表可靠性检测技术中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0198-01国家电网公司自2010年以来对智能表大规模招标，智能电能表得以大范围的应用推广，同时其质量问题也受到社会各界广泛关注。
相对于传统电能表来说，智能电能表具有功能多、精度高、灵敏、可远程抄表等众多优点。
智能电能表被要求要“能正常工作、能正常准确工作、能长时间稳定的准确工作”。
但是，电能表运行的环境较为复杂，其需求数量庞大、电子元器件寿命较短、且易受外界干扰，所以在实际运行中出现故障的几率较大。
截至2014年年底，国网公司已多次集中招标采购了智能电能表，现场运行出现了很多明显的或潜在的故障。
智能电表可靠性问题大多集中在方案与设计指标确定、元器件选型、生产工艺等等环节上，可靠地设计与生产高品质的智能式电表，意义重大而深远。
1 可靠性检测技术的发展在过去相当长的一段时间里，行业对电能表可靠性的重视程度不够，可靠性技术严重滞后，关于电能表可靠性评估方法的标准或技术规范仅在GB/T 15284-2002中规定“可靠性验证试验执行机械行业标准JB/T 50070-2002《电能表可靠性要求及考核方法》规定的方法”。
该标准是在可靠性基础标准JB/T 6214-1992《仪器仪表可靠性验证试验及测定实验（指数分布）导则》衍生出来的。
DL/T 830《静止式单相交流有功电能表使用导则》中也是将JB/T 6214-1992作为验证单相交流有功电能表可靠性的指导和依据。
智能电能表可靠性预计技术资料
5. SR-332可靠性预计实例
温度应力对可靠性影响
5. SR-332可靠性预计实例
电应力对可靠性影响
6. 下一步工作计划
查阅文献，确定用于标准表的可靠性预计 方法；
确认SR-332是否能提供了标准表使用的全部电 子元器件失效率和预计结果修正方法；
根据功能和电路原理图，比较标准表和电能表 是否都能使用串联模型，若存在并联模型或其 他复杂模型，如何进行等效处理。
3. 可靠性预计流程
1) 建立智能电能表的系统预计模型； 物理结构（三层）：（整表）系统、
（模块）单元、元器件。 逻辑结构（功能模块）：采样计量单元、
电源单元、费控单元、通讯单元、按键显 示单元、功能控制单元、载波单元等单元 模块。
基本设想是系统各组成部分同等重要，任何一部分的失效都假定将会引起 系统的失效。
3. 可靠性预计流程
系统模型采用串联模型，整表失效率等于 子单元或元器件失效率的加和。
若带有反馈和软件循环的复杂系统，如何等效 为串联模型。
3. 可靠性预计流程
2)计算各元器件失效率
查找预计手册，得到元器件的失效率模型，
式中： 元器件工作失效率，表征实际工况下的失效率； 基本失效率，是元器件在给定参考条件下的失效率; 调整系数： 环境因子,、质量因子;温度因子,和电应力,
1. 基本概念
1.2失效率 失效率是指t时刻尚未失效的电能表，在
该时刻后单位时间内发生失效的概率
智能电能表失效率的单位：釆用菲特(FIT: Failures In Time), 表示每十亿产品小时内的失效数。
1. 基本概念
1.3 平均失效前工作时间 MTTF (Mean Time To Failure) 是智能电能表从开始使用到失效前工作时 间的平均值。典型电子产品的可靠度服从 指数分布，即
智能电能表可靠性研究与分析
智能电能表可靠性研究与分析摘要：智能电能表是智能电网的重要组成部分,其可靠性关系到整个电网安全可靠的运行。
在分析智能电能表结构特点的基础上,结合现有存在的可靠性预计方法,提出以TelcordiaSR-332手册为理论指导,元器件应力法为实施方法,以某公司的某型号智能电表为研究对象,对智能电能表各个模块进行计算分析,并分析温度对智能电能表可靠性的影响,可以有针对性进行改进智能电能表的薄弱环节。
关键词：智能电能表;SR-332手册;元器件应力法;温度分析;引言当今社会居民社会用电量逐步增高的同时,电力系统规模也在逐步增大,其中电力系统的基层建设中非常重要的一点是获得电力基层用户的具体用电情况,进一步促进电力系统实现社会全面覆盖。
电力信息化的基础在于智能电能表的大范围实施,不仅能够提高电力计量自动化水平,同时利用智能电能表具有避免电费拖欠,提高当地基层电力部门的工作效率等功能。
1智能电能表可靠性方法研究1.1可靠性指标介绍可靠性指标是综合考虑产品的器件类型、型号规格、质量等级、性能额定值、工艺结构参数、工作应力等因素,能够反映产品可靠性水平的量化指标。
常用的可靠性指标有可靠度、失效率、MTBF、MTTR等。
智能电能表具有电压电流计量功能、液晶显示功能、数据实时存储功能、485通信功能、红外通信功能和安全认证功能,其结构框图如图1所示。
图1单相表构造框图根据功能模块划分,电能表主要分成电源模块、通信模块、计量模块、显示模块、控制模块、存储模块等,从而建立可靠性串联模型,进行最坏情况的寿命预估,电能表可靠性框图如图2所示。
图2智能电能表串联模型图产品的失效率大小与时间有关,其大致可以分为三种:失效率不随时间的变化而变化、失效率随时间的变化而增大、失效率随时间的变化而减小。
通过研究大量的文献资料发现,智能电能表的失效率服从一条类似浴盆样的曲线,习惯称之为“浴盆曲线”。
在浴盆曲线上,故障率可以分为早期故障期、偶然故障期以及耗损故障期三个区间。
智能电表可靠性试验方法研究综述及展望
智能电表可靠性试验方法研究综述及展望摘要：随着智能电网计划的不断推进实施，智能电表作为智能电网的终端也随之走进千家万户。
智能电表在信息采集、实施阶梯电价、实时监测、智能扣费等方面的出色表现可以更好的为用户服务。
由于智能电表功能越来越强大且用户数量也越来越多，更换一次智能电表会造成大量的人力和物力损耗，会影响用户正常的生产生活，而且会对智能电网的正常运行产生不必要的影响。
因此，对整个智能电网而言，开展智能电表可靠性寿命研究，是非常有必要的。
关键词：电能表; 可靠性; 影响因素；改进对策引言智能电表是高级量测体系(AMI)建设中的重要组成部分，具有计量电能消耗、采集用电信息及传输数据等功能，其可靠性对于电力企业来说非常关键。
随着智能电表的应用普及，其寿命周期及维护工作越来越受到重视。
但在智能电表的设计及使用过程中，相关方对其可靠性预计不足，致使大量电表在正常使用过程中发生故障，造成了人力、物力资源的消耗。
因此，对于智能电表在正常环境应力作用下的可靠性及剩余寿命进行预测已成为重要技术手段，此项工作可以为电能表的维护提供指导，防止出现大面积的失效，同时将其作为全寿命周期管理中的重要一环。
1智能电表概述智能电表是目前比较常用的先进电能表，其由多个单元组成，属于全能电子式的类型。
此类电能表的应用可以对用电数据信息进行实时监控和处理，可以记录用电负荷曲线以及结合不同季节和时期进行费率和计价的自动调整等强大功能，能帮助电力企业优化供配电方案、推动电力系统相关技术的进步。
2智能电表计量可靠性的影响因素（1）环境因素。
智能电表涉及较多功能模块，在使用时容易受到环境的影响，如空气质量、湿度、磁场变化等。
（2）烧表因素。
智能电表发生烧表，有可能是因为电路板短路、电流过大等因素造成的。
（3）材料因素。
智能电表的材料质量如果不合格，在电流经过电能表时，正极和负极之间会形成一个高电压，进而导致计量不准确。
此外，安装温度如果在6℃以下，电容的正极和负极之间没有电荷，这时如果电压不断降低，电能表的表电压会受到影响，导致计量芯片发生问题。
智能电能表可靠性试验方法研究综述及展望贾云彭
智能电能表可靠性试验方法研究综述及展望贾云彭摘要：智能电能表是高级测量体系建设中的重要组成部分，具有计量电能消耗、采集用电信息及传输数据等功能，其可靠性对于电网公司来说非常关键。
随着智能电能表的应用普及，其寿命周期及维护工作越来越受到重视。
因此本文针对智能电能表可靠性试验方法进行了分析。
关键词：智能电能表；可靠性试验；解决措施1智能电能表运行现状现场运行智能电能表及计量自动化终端故障类型包括外壳变黄变脆、液晶屏显示缺角或无法显示、计量准确度失准、无法通信、交流采样误差超差、实时召测不成功、电量突变、低压集抄系统采集数据与现场不符等。
电能表出现的问题多样化，但归根结底是产品可靠性差，元器件承受不住安装现场多应力作用的严酷考验，而失去原有的性能。
2智能电能表可靠性试验方法2.1远程数据统计分析随着电网智能化水平的提高，电力用户已基本实现全采集全覆盖，智能电能表的运行状态可以通过采集终端采集回主站，因此智能电能表的现场数据统计变得更加方便。
通过对采集数据进行统计，基于大数据理念，利用数学建模对电能表投运时间、运行状况、失效时间等数据进行比对分析，从而得到电能表的寿命可靠性关系曲线。
该方法可以得到所有在线运行的表计数据，具有数据量大、采集方便的优势，但是采集周期相较长、数据相对滞后。
2.2应力因子分析(1)固有失效率λGij是最重要的可靠性数据，只和器件有关，和具体的应用工况无关，属于器件的固有属性；(2)环境应力:由于电能表一般在户外工作，可认为电能表元器件的工作环境在室外，取环境因子为πE=2；(3)质量因子πQi根据器件的军用、工业和商业等级划分，但对于没有明确标出应用级别的器件，可以在两个等级之间折中考虑，选取恰当的质量因子。
不同等级的电子元器件主要区分是精度、可靠性、适应性的差别，根据实际情况，元器件质量等级选为Ⅱ级，πQ对应的等于1.0；(4)电应力因子πSi是反映器件在工作时的承受负载情况，是一个动态值。
能源管控：智能电能表的可靠性
能源管控：智能电能表的可靠性智能电能表在各项工程中相较于传统的电能表具有更多的优点，能够对所检测的数据进行自动的信息处理，将数据进行更加精准的校正，但同时，智能电能表也需要更多的组建来支持其进行各种工作。
智能电能表的主要组件包括感应设备，对各种属性数据进行采集，也称为测量单元，以及进行完数据采集之后，对采集数据进行處理的数据处理单元和进行信息交互时用到的各种通信单元，通过将这些元件组合在一起，能够实现一体化的智能电能检监测工作，提高电能管理的效率。
1.智能电能表可靠性内涵概述 1.1 智能电能表的工作稳定性智能电能表可靠性重要的参考属性便是其工作时的稳定性。
要确保智能电能表使用的过程中，不会出现突发问题影响电能表的使用，或者在电能表故障时，能够有其他措施对电能表所进行的工作进行代替，避免电能表出现故障之后，整个工程无法顺利进行。
另外，智能电能表在使用的过程中，往往会减少人力对其工作环境进行控制，检验工作也降低了频率，如果工作环境出现问题，便需要通过电能表自身的进行数据反馈，提高工作人员的工作效率，进行针对性故障处理，同时还要保障智能电能表自身能够对故障部分进行调节，降低故障带来的损失。
此外，智能电能表工作稳定性取决于电能表自身的质量，针对不同工程的电能表，拥有自身独特的规格，在进行使用的过程中，也有一定的使用限制，一旦超出了这个限制，智能电能表在进行工作时出现错误的可能性会变大，影响工程运行的稳定性，严重时可能造成巨大的生产事故。
1.2 智能电能表的程序可靠性智能电能表的智能工作和其他智能技术的使用在根本的原理上没有较大的差别。
电能表在进行工作的过程中，往往是接受到相应的信息之后，按照信息的属性特点，通过预先设计好的程序进行相应的处理，将信息进行进一步的精确，并传输到相应的位置，以供参考。
因此智能电能表的工作可靠性与程序的质量有着直接的关系。
一旦程序设计过程中出现错误，将某一种电力属性进行遗漏，或者对其属性数据规定不够严谨，在相应的电力属性数据传输进来时，智能电能表会无法对其进行自动化处理，导致数据无法输出，有些程序设计不够严谨，会忽视对内存的管理，导致没有进行使用的数据不断地堆积，而智能电能表的数据采集速度相对较快，如果没有对多余的数据进行处理，系统的内存将会在短时间内被完全占用，导致无法进行工作，影响工程的运行。
智能电能表可靠性评价方法研究与探讨-电测与仪表
智能电能表可靠性评价方法研究与探讨薛阳1，张蓬鹤1，王雅涛1，何胜宗2，彭泽亚2，武慧薇2（1.中国电力科学研究院，北京100192; 2.工业和信息化部电子第五研究所，广东广州510610）摘要：智能电能表批量上线之前如何评价其可靠性是一项重要的研究课题。
阐述了产品典型失效特征以及当前用于考核电能表的可靠性特征指标的不足之处。
从电能表的环境剖面和任务剖面入手，探讨分析了当前的验收检验项目，以及电能表的主要缺陷和敏感应力。
提出了一种电能表的可靠性评价建议方案，实际评价案例结果表明该方案具有一定的评价效果，也为可靠性量化评价作了铺垫。
关键词：智能电能表；可靠性评价；可靠性；缺陷中图分类号：TP202 文献标志码：A 文章编号：Study and Exploration on Reliability Assessment Method forSmart Electricity Energy MetersXUE Yang1, ZHANG Peng-he1, WANG Ya-Tao1, HE Sheng-zong2, PENG Ze-ya2, WU Hui-wei2(1. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China. 2. The Fifth Electronics Research Institute ofMinistry of Industry and Information Technology, Guangzhou 510610, China)Abstract: How to assess the reliability of the smart electricity energy meters before batch installation has become an important issue. Typical failure features and the shortage of the reliability characteristic index used by electricity energy meters were expatiated. Starting from the environment plane and task plane, the check and test items, main defects and sensitive stresses were discussed and analyzed. A recommended reliability assessment scheme for electricity energy meter was put forward. The results of an actual assessment case proved the effectiveness of the scheme, which put a road for quantized reliability assessment.Keywords: smart electricity energy meter, reliability assessment, reliability, defect0 引言近几年来，随着智能电能表大批量上线，其可靠性问题逐渐暴露出来，引起了电力管理部门的高度重视。
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3. 可靠性预计流程
系统模型采用串联模型，整表失效率等于 子单元或元器件失效如何等效 为串联模型。
3. 可靠性预计流程
2)计算各元器件失效率
查找预计手册，得到元器件的失效率模型，
式中： 元器件工作失效率，表征实际工况下的失效率； 基本失效率，是元器件在给定参考条件下的失效率; 调整系数： 环境因子,、质量因子;温度因子,和电应力,
2. 可靠性预计的方法
元器件应力法； 元器件计数法； 失效物理分析法； 相似预计法； 评分预计法； 上下限法； 可靠性框图法； 蒙特卡洛法。
2. 可靠性预计的方法
元器件计数法和元器件应力法
元器件的可靠性决定了设备的可靠性； 元器件的失效率是恒定不变，服从指数分布； 可靠性模型是串联关系、即元器件失效率的总 和为设备的失效率。
3. 可靠性预计流程
1) 建立智能电能表的系统预计模型； 物理结构（三层）：（整表）系统、 （模块）单元、元器件。 逻辑结构（功能模块）：采样计量单元、 电源单元、费控单元、通讯单元、按键显 示单元、功能控制单元、载波单元等单元 模块。
基本设想是系统各组成部分同等重要，任何一部分的失效都假定将会引起 系统的失效。
IEC/TR 62380
国际电工委员（IEC)
2004
19类元器件的失效率预计模型
PRISM
美国系统可靠性中心 （SRC) 法国国防和商业航空 公司协会
1999
FIDES
2004
4. 可靠性预计手册
Telcordia SR-332选择理由
智能电能表固定安装在计量箱，剧烈振动、温度剧 变等不可预见的外部冲击较少。 电能表厂家提供的智能电能表的原理图、各组成元 器件的类型、生产厂家、型号、规格、环境类型、 主要性能、工作环境温度、制造商、质量等级、额 定电应力、工作电应力等信息。适于应用SR-332开 展预计。 SR-332提供了几乎全部电子元器件失效率和系统的 预计方法，同时还提供利用实验数据、现场数据和 老化数据对预计结果修正的方法，便于在设计、样 机评价和试验选型等阶段智能电能表的预计。另外， SR-332标准以电子文件的形式出售。
5. SR-332可靠性预计实例
可靠性结构模型
5. SR-332可靠性预计实例
预计步骤
确定可靠性预计单元 建立电能表可靠性模型 汇编具备应力数据的元器件清单 基于预计模型计算元器件的工作失效率 计算单元失效率 计算整表失效率 推导寿命指标以及评价预计结果。
5. SR-332可靠性预计实例
1. 基本概念
1.2失效率 失效率是指t时刻尚未失效的电能表，在 该时刻后单位时间内发生失效的概率
智能电能表失效率的单位：釆用菲特(FIT: Failures In Time), 表示每十亿产品小时内的失效数。
1. 基本概念
1.3 平均失效前工作时间 MTTF (Mean Time To Failure) 是智能电能表从开始使用到失效前工作时 间的平均值。典型电子产品的可靠度服从 指数分布，即
工作量很大！
4. 可靠性预计手册
预计手册 提出单位 提出年份 主要思想 MIL-HDBK-217F Telcordia SR332 美国国防部 贝尔实验室 1961年
GJB/Z 299C
中国人民解放军总装 备部 西门子公司
2006
划分了 15种工作环境类别
Siemens SN29500
元器件计数法和元器件应力法
分析应力对电能表及其元器件失效率的影响；
3. 可靠性预计流程
2) 计算各元器件失效率
查找预计手册，得到元器件的失效率模型，
式中：为元器件工作失效率，表征实际工况下的失效率； 为基本失效率，是元器件在给定参考条件下的失效率; 环境因子,、质量因子;温度因子,和电应力, 都是失效率的调整系数。
不同的预计手册，模型不同！
智能电能表技术交流之一 可靠性预计技术
2016-03-16
主要内容
基本概念 可靠性预计的方法（预计的机理） 可靠性预计的流程 可靠性预计手册（建模依据） SR-332可靠性预计实例 下一步工作计划
1. 基本概念
1.1 可靠度 智能电能表可靠性是指在规定条件下和 规定时间内，其完成规定功能的能力。通 常用R(t)表示，其数学表达式为
研究标准表的电路原理图，建立系统预计 模型；
元器件应力法须考虑
元器件类型、型号规格、质量等级、性能额定 值、工艺结构参数、工作应力等；元器件计数 法只需考虑设备所用元器件类型、质量等级和 环境因素。
3. 可靠性预计流程
1) 建立智能电能表的系统预计模型； 2) 计算各元器件失效率，绘制预计表格； 3) 计算各功能模块和整表的可靠性指标； 4) 分析预计结果，
预计结果
5. SR-332可靠性预计实例
温度应力对可靠性影响
5. SR-332可靠性预计实例
电应力对可靠性影响
6. 下一步工作计划
查阅文献，确定用于标准表的可靠性预计 方法；
确认SR-332是否能提供了标准表使用的全部电 子元器件失效率和预计结果修正方法； 根据功能和电路原理图，比较标准表和电能表 是否都能使用串联模型，若存在并联模型或其 他复杂模型，如何进行等效处理。
不同的预计手册，模型不同！ 工作量很大！
3. 可靠性预计流程
3)计算各功能模块和整表的可靠性指标；
全串联结构 若有冗余部分采用并联结构。
全串联是否合适？
3. 可靠性预计流程
4) 分析预计结果
依据整表的失效率、MTTF和可靠度总体评价电 能表是否满足规定可靠性要求；
发现高失效率单元，分析引起高失效率的原因， 提出改进措施，降低失效率。