多功能电能表应用及缺陷故障分析

电子式多功能电能表的应用、缺陷分析

和田电力有限责任公司变电检修工区郑永芳

【摘要】：由于电子式多功能电能表在稳定性、精确度、灵敏度、准确度、功耗方面都优于感应式电能表，所以，各供电部门都在逐步更换感应式电能表，使用电子式多功能电能表，如何向用户提供可靠优质的电能，已经成为供电企业的当前重要的工作。

【关键词】：电能表故障措施

前言：随着电子技术的迅猛发展，大规模集成电路在电能表中得到广泛的应用。电子式多功能电能表主要针对国内市场三相用电的工业用户、关口、变电站使用。随着电力行业改革深入开展,工业三相用电对多功能电能表的需求量增大，本文介绍的电子式多功能电能表正是为了适应目前国内市场需求而设计的。

1设备基本概况

我公司目前用于关口、大电力用户、变电站的电能计量均采用了电子式多功能电能表，将过去的感应式电能表、机电一体式复费率电能表均逐步进行了更换，更换成电子式多功能电能表之后降低了线损，按时完成了每年电费的正常回收。截止2010年6月底，我公司已安装使用电子式多功能电能表2996多只，基本上满足了我公司计量管理的需求，并取得了良好的经济效益。

2.电子式多功能电能表的特点：电子式多功能电能表与感应式电能表相比，具有测量精度高、过载能力强、功率消耗低、性能稳定可靠、体积小、重量轻、操作简便、易于实现管理功能的扩展、一表多用等特点。其主要功能如下：

2.1 多功能电能表一年最多可设置14个年时区,最多可有12套不同的日时段表,最大费率数为6,分时控制功能是按六费率时段

(尖峰、峰、平、谷、脊谷、尖谷)分时计量的。它们可以根据需要进行编程设定，当前费率可在液晶显示屏幕中查看。

2.2 分时计量电能：电表可以计量总及6个费率的输入/输出有功、输入/输出无功及四象限无功电能。

2.3 复位功能可以选择四种方式完成电量存储和需量清零。即手动、自动、通过485接口及通过红外通讯。每次复位的时间可以记录下来，并可通过软件抄读或电表的键显来抄读。

2.4 每月的电费结算日统计用电量、分时电量、最大需量和最大需量发生的时间，用于月用电费的结算及监测用电情况，并储存了上月到上12月的相应历史数据。

2.5 多功能表能测量各相/各元件的电压、电流，测量总各相/各元件有功功率、无功功率、功率因数及电网频率。

2.6 事件记录功能：

2.6.1失压数据及时间记录分别记录各相的欠压次数，欠压累计时间及欠压时间内正、反向有功电量；记录全失压的累计时间、次数，为追补电量提供了可靠的依据。

2.6.2断相数据及时间记录断相数据及时间记录分别记录各相的断相次数。断相累计时间以及断相时间内正、反向有功电量、各相数据为累加值，随自动复位时存储。

2.7 输入输出接口有多种接口接入：

2.7.1带光电耦隔离的脉冲数据输出接口。

2.7.2 红外遥控编程及抄表接口。

2.7.3 485及远动输出接口，可以实现远方抄表和负荷监测，方

便用户对电能表管理功能的扩展。

2.8 负荷曲线记录功能是指根据用户的实际用电情况，按照一定的时间间隔连续记录用户现场的实际用电参数，负荷记录时间间隔可由用户自行设置，按照设定的时间间隔对选定的内容进行滚动数据记录，以便绘制负荷曲线进行相应的分析。

2.9 报警功能具有光控报警和声控报警两种功能。当事件恢复正常1分钟后报警自动结束。主站可以通过RS-485总线或手持红外抄表器对该电表进行查表、设表、抄表等操作。

2.10 防窃电功能：窃电一直是困扰电力正常供应和电力企业健康发展的一个突出问题。窃电行为不仅给国家和企业造成了巨大的经济损失，而且严重扰乱了正常的供电秩序，更造成了电力设施的损坏，形成重大的安全事故隐患，直接威胁着电网的安全。技术型窃电在近几年来发现占比例越来越大，它主要与计量有关，以前使用的感应式电能表的很多窃电是用户通过破坏计量装置的准确性，如在计量回路内任何位置切断电能表的一、两相或三相电压，使电能表少计、在三相四线计量回路内切断电能表的连接零线，使电能表少计、将一、两相或三相电压互感器二次侧开路，使电能表少计、在计量回路内，将一、两相或三相电流互感器二次侧电流短路，使电能表少计、在计量回路内接入与正常计量无联系的电压或电流，使电能表多计、少计或反计电能、在计量回路内改变一、两相或三相电流互感器极性、变比，而全电子式多功能电能表杜绝了这些窃电手法，因为全电子式多功能电能表的表尾接线端子没有感应式电能表的电压小钩，有利于防窃电。电子式电能表的电流回路为锰铜片构成，电阻值低，在回路中

一般不起分流作用。由于多功能电能表是双向表，可计量正反方向有、无功电量，计数器具有防倒计量功能，所以无论电流回路是正向还是反向运行，都能够正确计量。

3 ．电子式多功能电能表的主要功能总体结构框图:

3.1 电子式多功能电能表硬件的核心MCU主控制器,它负责按键输入

扫描、工作状态检测、计量数据的读入、计算和存储、电表参数的现场配置以及与外界的通信控制等。其主要功能单元包括MCU主控制器单元、电量计量模块、红外和RS—485通信模块、校表模块、EEPROM存储阵列等。其它辅助模块主要有:时钟日历电路、工作异常报警电路、按键输入电路、复位和看门狗电路、开关电源模块和后备电池电路、大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。

3.2 主程序流程主要包括初始化、数据校验、负荷曲线修补和事务处理等。日常事务处理流程集中体现了多功能表的大部分主要功能，包括费率处理、计量数据采集及处理、自动抄表、电能脉冲输出、校表模块和掉电检测及处理模块等，它采用了高精度计量芯片，完成各种电参数的精密计算及测量，可以实现用户用电量的自动抄收以及自动结算电费的技术。

软件代码全部采用C/C++语言编写,编码效率高,可维护性好,便于实现模块化设计,可根据用户的需求对功能模块进行裁剪。而且代码经过优化,其生成的目标代码大小和执行效率已与汇编代码相差无几。该产品的技术指标全面符合GB/T 17215-1998《1级和2级静止式交流有功电度表》、DL/T614-1997《多功能电能表》和DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。

3.3 高性能主控制器单元：主控制器采用NEC公司8位单片机中的高档产品UPD78F0338。该款单片机为120脚QFP封装,单片集成有60KBFlash、一个异