智能電能表常見故障研究和分析（可編輯）

1、智能電能表常見故障研究和分析 國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào):.學(xué)校代碼:國(guó)際圖書分類號(hào):.密級(jí):公丌專業(yè)碩士學(xué)位論文智能電能表常見故障的研究和分析碩士研究生:計(jì)曉怡導(dǎo) 師: 李庚銀教授企業(yè)導(dǎo)師: 張文杰總工申請(qǐng)學(xué)位: 電氣工程專業(yè)領(lǐng)域: 工程碩士培養(yǎng)方式: 在職所在學(xué)院: 電氣與電子工程學(xué)院答辯日期: 年月授予學(xué)位單位: 華北電力大學(xué):.:.: .: :,:?:華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:此處所提交的碩士學(xué)位論文智能電能表常見故障的研究和分析,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,在華北電力大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知,論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果

2、。對(duì)本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。期:矽,少年彥月羅乜作者簽名華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書智能電能表常見故障的研究和分析系本人在華北電力大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸華北電力大學(xué)所有,本論文的研究?jī)?nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解華北電力大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版本,同意學(xué)校將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,允許論文被查閱和借閱,學(xué)?？梢詾榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻(xiàn)傳遞服務(wù)和交換

3、服務(wù)。本人授權(quán)華北電力大學(xué),可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”:保密口,在 年解密后適用本授權(quán)書不保密團(tuán)作者簽名同期:伽,年月羅日導(dǎo)師簽名耽張儼恨 勘夕妻同期:矽,歹年,月夕日華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要電能表承擔(dān)著一定的社會(huì)服務(wù)功能,具有安裝量大、分布區(qū)域廣的特點(diǎn),如果長(zhǎng)期運(yùn)行的使用過程中可靠性不高,故障率高,不僅每次由于質(zhì)量問題引起的更換費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且容易引起用電糾紛,得不償失。隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)智能電表即將大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用,據(jù)預(yù)計(jì)國(guó)家電網(wǎng)將在年前使智能電表覆蓋率將超過%,居民用戶超過.億戶,年全國(guó)智能電表

4、的覆蓋率將達(dá)到%。智能電能表實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)企業(yè)和電網(wǎng)用戶之間的信息交互、需求交互、和諧共贏,使得社會(huì)效益最大化,其優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)十分明顯。隨著國(guó)網(wǎng)表的快速推進(jìn),電表的更新速度越來越快,功能也更加完善,同樣隨著功能的增加,故障也隨之而來。而且智能電能表作為新興事物,運(yùn)用的環(huán)境較普通電能表更為復(fù)雜,所承擔(dān)的責(zé)任更為重大,因此研究智能電能表的常見故障而提高其可靠性顯得尤為重要。由于各地政策、氣候、環(huán)境等不同,本文只針對(duì)湖州地區(qū)的智能電能表進(jìn)行分析研究。本文首先介紹智能電能表的結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)行環(huán)境、注意事項(xiàng)、保養(yǎng)維護(hù)、自動(dòng)化生產(chǎn)和檢測(cè)技術(shù),其中著重基于智能電網(wǎng)計(jì)量體系、自動(dòng)抄表系統(tǒng),對(duì)智能電能表的重要芯片進(jìn)行

5、分析研究。其次通過前期理論學(xué)習(xí)、廠家實(shí)習(xí)、實(shí)地調(diào)查等方式對(duì)引起智能電能表因軟、硬件的原因而引起的故障進(jìn)行深入研究。最后針對(duì)不同的故障原因,對(duì)其進(jìn)行具體的分析處理,改進(jìn)工藝,從而減少故障率,提高可靠性,減少因電表故障而引起的用電糾紛、更換電表等事件,為整個(gè)電網(wǎng)提供堅(jiān)強(qiáng)的后盾。關(guān)鍵字:智能電能表;智能電網(wǎng)計(jì)量體系;常見故障分析華北電力火學(xué)碩士學(xué)位論文., .,? .,. .%,% .,? , ,. ,. , ,., ,. , , , . , . , , , , , .: ,華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文目 錄摘要.第章緒論?.國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀?.國(guó)外智能電網(wǎng)發(fā)展情況.國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)發(fā)展情況.

6、電能表發(fā)展歷史?.國(guó)外電能表發(fā)展史?.國(guó)內(nèi)電能表發(fā)展史?.本章小結(jié)?一第章智能電能表的基本知識(shí)?.智能電能表的定義及其作為用戶側(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的功能?.智能電能表的定義?.智能電能表作為用戶側(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的功能.智能電能表的種類一.智能電能表的功能.本章小結(jié)?一第章智能電能表常用芯片及其性能.單相智能電能表工作原理.計(jì)量芯片介紹.計(jì)量芯片一.計(jì)量芯片?.計(jì)量芯片.微控制器介紹?.通信芯片?. .通信芯片.紅外通信芯片.本章小結(jié)?第章智能電能表常見故障的分析及預(yù)防解決華北電力人學(xué)碩卜學(xué)位論文.智能電能表的繼電器故障原因分析及解決方法.故障原因?.智能電能表繼電器故障的解決方案?.智能電能表通信故障分析

7、. 通信故障分析?.紅外通信故障分析.改進(jìn)的方法.數(shù)據(jù)突變產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施.表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式及特點(diǎn)?.數(shù)據(jù)突變產(chǎn)生的原因?.數(shù)據(jù)突變的預(yù)防措施?.時(shí)鐘不準(zhǔn)故障的原因分析及解決對(duì)策?.時(shí)鐘故障原因分析.時(shí)鐘故障解決的對(duì)策?.誤差超差的原因分析及改進(jìn)方法.誤差超差的原因分析?.減少誤差超差的改進(jìn)方法.第章結(jié)論與展望?.參考文獻(xiàn)?攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果.致 謝?.作者簡(jiǎn)介?華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文第章緒論.國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀在能源與氣候等因素的推動(dòng)下,同時(shí)為增強(qiáng)電網(wǎng)的安全性和可靠性,智能電網(wǎng)的建設(shè)已逐步成為世界各國(guó)的國(guó)策。所謂智能電網(wǎng)就是以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ),以通信信息平

8、臺(tái)為支撐,以智能控制為手段,以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征,包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié),覆蓋所有電壓等級(jí),實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合,是堅(jiān)強(qiáng)可靠、。經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動(dòng)、自主創(chuàng)新的現(xiàn)代電網(wǎng)【.國(guó)外智能電網(wǎng)發(fā)展情況國(guó)外對(duì)于智能電網(wǎng)的研究也處于初期研究階段,多見于國(guó)際會(huì)議文章和一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。美國(guó):年,美國(guó)電力研究院率先開始“”智能電網(wǎng)研究;年,布什總統(tǒng)提出要求美國(guó)能源部致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化,發(fā)布“ ”電網(wǎng)規(guī)劃。該規(guī)劃主要內(nèi)容有:為所有用戶提供高度安全、可靠、數(shù)字化供電服務(wù),在全國(guó)實(shí)現(xiàn)成本合理、生產(chǎn)過程無污染、低碳排放的供電,經(jīng)濟(jì)

9、實(shí)用的儲(chǔ)能設(shè)備,建成超導(dǎo)材料的骨干網(wǎng)架;年,啟動(dòng)電網(wǎng)智能化項(xiàng)目;年,與美國(guó)國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室合作發(fā)起了“現(xiàn)代電網(wǎng)”研究;年,奧巴馬將智能電網(wǎng)提升為美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略。歐洲:年,成立“智能電網(wǎng)”歐洲技術(shù)論壇”;年,提出智能電網(wǎng)愿景,制定歐洲未來電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略戰(zhàn)略性研究議程戰(zhàn)略部署文件報(bào)告;年月,歐盟公布了戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃路線圖,旨在加速低碳技術(shù)發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用,其中將智能電網(wǎng)作為第一批啟動(dòng)的六個(gè)重點(diǎn)研發(fā)投資方向之一,提出了至年智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展路線¨叫。.國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)發(fā)展情況年月日,中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞在劍橋能源研究協(xié)會(huì)與美國(guó)能源協(xié)會(huì)共同舉辦的“更堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)一中國(guó)與美國(guó)展望”會(huì)議上發(fā)

10、表主旨華北乜力人學(xué)碩:學(xué)位論文演講,提出要建設(shè)自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。他指出,智能電網(wǎng)應(yīng)涵蓋發(fā)電、調(diào)度、輸變電、配電和用戶各個(gè)環(huán)節(jié),是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。智能電網(wǎng)首先應(yīng)該是堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)能源資源的大范圍優(yōu)化配置,保障安全可靠的電力供應(yīng)。國(guó)家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng),即建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng),并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化,在供電安全、可靠和優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)清潔、高效、互動(dòng)的目標(biāo)。國(guó)家電網(wǎng)公司提出,統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)分三步走具體發(fā)展方向見圖.。年至年為規(guī)劃試點(diǎn)階段:重點(diǎn)開展電網(wǎng)智能化發(fā)展規(guī)劃工作,制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn),開

11、展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制,開展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作;年至年為全面建設(shè)階段:加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè),初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系,關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。年至年為引領(lǐng)提升階段:全面建成統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)使,電網(wǎng)的資源配置能力、安全水平、運(yùn)行效率,以及電網(wǎng)與電源、用戶之間的互”。動(dòng)性顯著提高智能發(fā)電智能城市.推動(dòng)可再生能源利用.可持續(xù)的二作減少對(duì)化石燃料的依賴.可持續(xù)的生活.減少發(fā)電環(huán)節(jié)的碳撐放.可持續(xù)的市政降低對(duì)氣候變化的影響.可持續(xù)的交通.提高發(fā)電利用效率智能輸配電 智能售電/用電加強(qiáng)電力公司、用戶、電網(wǎng)、電力.提高系統(tǒng)的安傘性,加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 市場(chǎng)之問的協(xié)調(diào)和

12、互動(dòng)減少能源消耗,提高能源使效率.提高系統(tǒng)可靠性,降低故障率.提高輸配電資產(chǎn)的利.;效率圖.國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)發(fā)展方向目前,國(guó)內(nèi)在數(shù)字化電網(wǎng)方面,主要對(duì)數(shù)字化變電站、智能可視化調(diào)度與預(yù)警系統(tǒng)等方面展開了研究。數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站是指由電子式互感器、智能化開關(guān)等智華北電力入學(xué)碩士學(xué)位論文能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建,建立在通信協(xié)議基礎(chǔ)上、能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站,其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等。是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的最新的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),以此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變電站進(jìn)行配置是實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備間互操作性的重要保證。智能調(diào)

13、度與預(yù)警。智能調(diào)度技術(shù)采用調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù),有效整合并綜合利用電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行信息,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)與優(yōu)化、預(yù)警和動(dòng)態(tài)預(yù)防控制、事故的智能辨識(shí)、事故后的故障分析處理和系統(tǒng)恢復(fù),緊急狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)調(diào)度、運(yùn)行和管理的智能化、電網(wǎng)調(diào)度可視化等高級(jí)應(yīng)用功能,并兼?zhèn)湔＿\(yùn)行操作指導(dǎo)和事故狀態(tài)的控制恢復(fù),包括電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、電能質(zhì)量在內(nèi)的電網(wǎng)調(diào)整的優(yōu)化和協(xié)調(diào)【圳。.電能表發(fā)展歷史.國(guó)外電能表發(fā)展史電能表在世界上的出現(xiàn)和發(fā)展已有一百多年的歷史,最早的電能表是愛迪生在年利用電解原理研究而成的直流電流表一安時(shí)計(jì)。年,隨著交流電的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,交流電能表應(yīng)運(yùn)而生。年德國(guó)人布勒泰發(fā)明了世

14、界上第一塊沒有獨(dú)立電流鐵心的單磁通感應(yīng)式交流電能表,這塊表的質(zhì)量.,年,帶電流鐵心的多磁通式感應(yīng)式電能表誕生了,其中電壓鐵心重。不過其轉(zhuǎn)動(dòng)元件是一個(gè)銅環(huán),反作用力矩靠交流電磁產(chǎn)生。世紀(jì)初至世紀(jì)年代,為了減小電能表的尺寸和質(zhì)量,科技人員著手研究把電壓與電流磁路分開,采用獨(dú)立電流鐵心結(jié)構(gòu),進(jìn)一步改善了感應(yīng)式電能表的性能。由于感應(yīng)式電能表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全、廉價(jià)、耐用,便于批量生產(chǎn)和維修,所以得到了快速發(fā)展,并在交流電能計(jì)量領(lǐng)域占據(jù)了及其重要的位置。隨著用電量的急劇增長(zhǎng)以及能源供需矛盾的加劇,對(duì)電能表提出了多功能化的要求,脈沖式電能表應(yīng)運(yùn)而生。這類電能表采用了感應(yīng)式電能表的測(cè)量機(jī)構(gòu)作為工作元件,由光電傳

15、感器完成電能?脈沖轉(zhuǎn)換,然后經(jīng)電子電路對(duì)脈沖進(jìn)行適當(dāng)處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的測(cè)量。同時(shí)隨著近代微電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,世紀(jì)年代初,國(guó)際上出現(xiàn)了全部采用電子元器件組成的交流電能表。這類電能表沒有轉(zhuǎn)動(dòng)元件,故標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家電。工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)將其定義為靜止式電能表,國(guó)內(nèi)也稱其為電子式電能表【華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文.國(guó)內(nèi)電能表發(fā)展史年,上解放前,我國(guó)沒有自己的電能表制造業(yè),表計(jì)全部依靠進(jìn)。海合成電器廠即上海電度表廠成立,接著哈爾濱電表廠、上海第五電表廠先后成立,我國(guó)結(jié)束了不能制造電表的歷史。起初,我國(guó)電能表產(chǎn)業(yè)從仿;國(guó)電能表產(chǎn)品開始,經(jīng)過五十多年的努力,現(xiàn)已具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模和水平,生產(chǎn)的

16、各類電能表不僅供給國(guó)內(nèi),還遠(yuǎn)銷國(guó)外。我國(guó)對(duì)靜止式電能表的研發(fā)工作開始于世紀(jì)年代初,略遲于發(fā)達(dá)國(guó)家。世紀(jì)年初,國(guó)內(nèi)多家電表廠開始自主研發(fā)各類電能表。年,上海貝嶺微電子制造有限公司推出了第一款國(guó)產(chǎn)單相電能計(jì)量芯片。隨著科技的發(fā)展和電價(jià)政策的調(diào)整,在其后的十余年問,我國(guó)靜止式電能表產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,產(chǎn)品覆蓋了安裝式電能表的各個(gè)種類和準(zhǔn)確度等級(jí)。然而,由于我國(guó)微電子技術(shù)至今落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,電能表中的大規(guī)模集成電路器件以及其他一些關(guān)鍵元器件基本上被國(guó)外知名品牌壟斷。同時(shí),由于自動(dòng)化水平較低,公益工裝技術(shù)水平也落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,所以國(guó)產(chǎn)靜止式電能表產(chǎn)品的可靠性、產(chǎn)品性能指標(biāo)的一致性、重復(fù)性等方面有待進(jìn)一步提高。

17、年月,國(guó)家電網(wǎng)公司營(yíng)銷部在天津召開會(huì)議,部署計(jì)量、抄表、收費(fèi)標(biāo)注化建設(shè)項(xiàng)目的研究工作,提出了“全覆蓋、全采集、全預(yù)付費(fèi)”的工作目標(biāo),并從涵蓋計(jì)量、抄表、收費(fèi)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的營(yíng)銷業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化的高度,建設(shè)國(guó)家電網(wǎng)公司的用電信息采集系統(tǒng)。其中,包含了電能表功能規(guī)范、型式規(guī)范和技術(shù)規(guī)范,以及用電信息采集系統(tǒng)主站、集中抄表終端、專變終端等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制。國(guó)家電網(wǎng)公司在年初,提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的構(gòu)想,并于年月公布了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃,作為智能電網(wǎng)的組成部分,電能表及高級(jí)計(jì)量體系將再次被賦予新的使命。在電能表制造業(yè)的關(guān)注、支持下,歷時(shí)一年,智能電能表系列標(biāo)準(zhǔn)在年月發(fā)布并實(shí)施。年第,國(guó)家電網(wǎng)公。司依據(jù)此套標(biāo)準(zhǔn),完成

18、了第一次集中招標(biāo)工作.本章小結(jié)本章簡(jiǎn)單闡述了智能電網(wǎng)的概念,介紹了國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r,詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外電能表的發(fā)展歷史。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文第章智能電能表的基本知識(shí).智能電能表的定義及其作為用戶側(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的功能.智能電能表的定義所謂智能電表,就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),通訊技術(shù)等,形成以智能芯片如為核心,具有電功率計(jì)量計(jì)時(shí)、計(jì)費(fèi)、與上位機(jī)通訊、用電管理等功能的新一代電能表見圖.。目前,智能電能表在我國(guó)各地電力公司有了初步的推廣應(yīng)用,智能電能表也由過去單一的預(yù)付費(fèi)電能表發(fā)展到、復(fù)費(fèi)率、分時(shí)、階梯電價(jià)、費(fèi)控、在線檢測(cè)、在線管理等多種類型。圖.智能電能表實(shí)物圖.智能電能表作為用戶側(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的功

19、能.電力公司利用智能電能表可實(shí)現(xiàn)的功能電力公司利用智能電能表可實(shí)現(xiàn)的功能如下【:實(shí)現(xiàn)用電信息的自動(dòng)采集,采集的信息包括雙向有功電能、四象限無功電能、視在電能、功率因數(shù)、總有功功率、分相有功功率、分相電壓、分相電流、諧波信息、變壓器損耗等。把新的費(fèi)率方案、電價(jià)下載到電能表中。華北電力人學(xué)幀士學(xué)位論文把對(duì)用戶的最大需量以及需量周期下載到電能表中。對(duì)用戶負(fù)荷進(jìn)行控制。對(duì)電能表內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行校時(shí)。對(duì)用戶進(jìn)行分時(shí)計(jì)價(jià)、階梯計(jì)價(jià)。自動(dòng)記錄失壓、失流、斷相、掉電、電壓逆相序、電能表清零、拉合閘、開表蓋、開端鈕盒蓋、編程等事件。按照約定的時(shí)間間隔對(duì)電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功總電能、無功

20、總電能、四象限無功總電能、當(dāng)前需量等測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。為用戶提供本地或遠(yuǎn)程購(gòu)電功能。通過多種有效的保密措施,保障重要數(shù)據(jù)、信息安全。根據(jù)不同的用電異常情況,向用戶發(fā)出提示信號(hào)或信息。接受遠(yuǎn)程指令,發(fā)送約定的數(shù)據(jù)、信息。.用戶利用智能電能表可實(shí)現(xiàn)的功能在緊急狀態(tài)下收到提示信號(hào)。按照表計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí),對(duì)有功、無功、視在電能進(jìn)行計(jì)量。對(duì)接入可再生能源的用戶,提供電能的雙向計(jì)量。按照分時(shí)電價(jià),階梯電價(jià)、最大需量進(jìn)行電能計(jì)量。利用交互顯示終端或用戶信息系統(tǒng)完成電費(fèi)支付或電量預(yù)購(gòu)。.智能電能表的種類在國(guó)家電網(wǎng)公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,按照等級(jí)、通信方式等內(nèi)容對(duì)智能電能表進(jìn)行了劃分【】。按等級(jí)劃分,包含了.、.、級(jí)

21、和級(jí)。按照負(fù)荷開關(guān)劃分,有內(nèi)置和外置負(fù)荷開關(guān)之分。按照通信方式劃分,有載波、無線、一總線之分。按照費(fèi)控方式劃分,有本地費(fèi)控和遠(yuǎn)程費(fèi)控。此外,還可按照電流量程范圍、電壓范圍進(jìn)行劃分。表一是按照安裝環(huán)境使用電能表的選型方案。表.是智能電能表類型與國(guó)家電網(wǎng)智能電能表技術(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。.智能電能表的功能國(guó)家電網(wǎng)公司智能電能表企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了類功能:華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文表.不同安裝環(huán)境下電能表的使用類型安裝環(huán)境 電能表適.類型關(guān)口.級(jí)三相智能電能表、.級(jí)三相智能電能表、級(jí)三相智能及以上專電能表用變壓器及以上專.級(jí)三相費(fèi)控智能電能表無線、級(jí)三相費(fèi)控智能電能表、用變壓器 級(jí)三相費(fèi)控智能電能表無線公用變壓器下

22、三相級(jí)三相費(fèi)控智能電能表、級(jí)三相費(fèi)控智能電能表載波、用戶級(jí)三相費(fèi)控智能電能表無線答眢變蹄單相碧麓囂淼蓋磊簍蒙案凝囂“表載波表.智能電能表類型與技術(shù)規(guī)范的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)量功能:具有正向、反向有功電能量和四象限無功電能量計(jì)量功能,華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文并可以據(jù)設(shè)置組合無功電能量;具有分時(shí)計(jì)量功能,有功、無功電能量可對(duì)尖、峰、平、谷等各時(shí)段電能量及總電能量分別進(jìn)行累計(jì)、存儲(chǔ);具有計(jì)量分相有功電能量功能。需量測(cè)量功能:可在約定的時(shí)間間隔內(nèi)一般為個(gè)月測(cè)量單相或雙向最大需量、分時(shí)段最大需量及其出現(xiàn)的日期和時(shí)間。時(shí)鐘功能:日歷、計(jì)時(shí)、閏年可自動(dòng)轉(zhuǎn)換。費(fèi)率和時(shí)段功能:至少可設(shè)置尖、峰、平、谷四個(gè)費(fèi)率;全年至少可

23、設(shè)置個(gè)時(shí)區(qū);小時(shí)內(nèi)至少可設(shè)置個(gè)時(shí)段。清零功能:包括電表清零和需量清零。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能:至少存儲(chǔ)上個(gè)結(jié)算日的單向或雙向總電量和各費(fèi)率電能數(shù)據(jù)。凍結(jié)功能:包括定時(shí)凍結(jié)、瞬時(shí)凍結(jié)、日凍結(jié)、約定凍結(jié)和整點(diǎn)凍結(jié)五大類。事件記錄功能:包括記錄各相失壓、斷相、失流的總次數(shù),電壓流逆相序的總次數(shù),以及發(fā)生時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻及對(duì)應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)等信息;記錄全失壓發(fā)生時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻及對(duì)應(yīng)的電流值;記錄需量清零的總次數(shù),以及需量清零的時(shí)刻和操作者代碼;記錄編程的總次數(shù),以及編程的時(shí)刻、操作者代碼和編程項(xiàng)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí);記錄開表蓋、端鈕蓋總次數(shù)及發(fā)生、結(jié)束時(shí)刻;記錄遠(yuǎn)程控制拉、合閘事件及發(fā)生時(shí)刻和電能量等數(shù)據(jù)。通信功能:通信信道

24、物理層必須獨(dú)立,任意一條通信信道的損壞都不得影響其他信道正常工作。信號(hào)輸出功能。顯示功能。測(cè)量功能:可測(cè)量總的及各分相的有功功率、無功功率、功率因數(shù)、分相電壓、分相含零線電流、頻率等運(yùn)行參數(shù)。安全保護(hù)功能:電能表應(yīng)具備編程開關(guān)盒編程密碼雙重保護(hù)措施,以防止非授權(quán)人員進(jìn)行編程。費(fèi)控功能:費(fèi)控功能的實(shí)現(xiàn)分為本地和遠(yuǎn)程兩種方式。負(fù)荷記錄功能。階梯電價(jià)功能:具有兩套階梯電價(jià),并可在設(shè)置時(shí)間點(diǎn)啟用另一套階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)。停電抄表功能:在停電狀態(tài)下,可通過按鍵或非接觸方式喚醒電能表抄讀數(shù)據(jù),喚醒后可通過紅外通信方式抄讀表內(nèi)數(shù)據(jù)。報(bào)警功能:報(bào)警事件包括失壓、失流、逆相序、過載、功率反向雙華北電力人學(xué)碩:學(xué)位論文

25、向表除外、電池欠壓等;應(yīng)有發(fā)光或聲音報(bào)警輸出。輔助電源功能:電能表可配置輔助電源接線端子,輔助電源供電電壓為.,交、直流自適應(yīng);具備輔助電源的電能表,應(yīng)以輔助電源供電優(yōu)先;線路和輔助電源兩種供電方式應(yīng)能實(shí)現(xiàn)無問斷自動(dòng)轉(zhuǎn)換。安全認(rèn)證功能:通過固態(tài)介質(zhì)或虛擬介質(zhì)對(duì)電能表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、預(yù)存電費(fèi)、信息返寫和下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令操作時(shí),需通過嚴(yán)格的秘密驗(yàn)證或模塊等安全認(rèn)證,以確保數(shù)據(jù)傳輸安全可靠。.本章小結(jié)本章主要簡(jiǎn)單介紹了智能電能表的智能電能表的定義、作為用戶側(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的功能和作為計(jì)量設(shè)備所具備的項(xiàng)功能。華北電力火學(xué)碩士學(xué)位論文第章智能電能表常用芯片及其性能這里以單相智能電能表為例,簡(jiǎn)單介紹智能電能表常

26、用的芯片及其性能。.單相智能電能表工作原理單相遠(yuǎn)程智能電能表主要由兩個(gè)功能系統(tǒng)組成:計(jì)量系統(tǒng)和單片機(jī)處理系統(tǒng)。工作原理:表計(jì)有兩部份隔離的工作電源,一路給、液晶驅(qū)動(dòng)芯片、計(jì)量芯片供電,另一路給供電。計(jì)量部份由電阻分壓網(wǎng)絡(luò)完成電壓信號(hào)取樣,錳銅繼電器完成電流信號(hào)取樣,取樣后的電壓電流信號(hào)送入計(jì)量芯片,計(jì)量芯片內(nèi)部通過乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號(hào)并以脈沖信號(hào)輸出,單片機(jī)系統(tǒng)采樣脈沖信號(hào)并同步輸出表計(jì)的校表脈沖;零線電流的采樣信號(hào)來自零線電流互感器。單片機(jī)處理系統(tǒng)對(duì)采樣到的脈沖信號(hào)進(jìn)行累加,同時(shí)根據(jù)設(shè)定的時(shí)區(qū)、時(shí)段、費(fèi)率實(shí)現(xiàn)多費(fèi)率計(jì)量,將最終處理的數(shù)據(jù)送存儲(chǔ)器保存,并通過顯示器進(jìn)行顯示。單片機(jī)可通過總線讀出

27、計(jì)量芯片中的電壓、電流、功率、零線電流等數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù):也可以根據(jù)下發(fā)的拉合閘命令對(duì)表計(jì)進(jìn)行拉、合閘的控制;內(nèi)部的數(shù)據(jù)可以用掌機(jī)或軟件通過和紅外接口進(jìn)行讀取。電能表原理框圖如圖.所示。.計(jì)量芯片介紹隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,測(cè)量電路的集成化、模塊化成為未來發(fā)展的趨勢(shì),專業(yè)化的器件制造公司紛紛推出自己的計(jì)量芯片,這種集成芯片不僅準(zhǔn)確度高,而且硬件軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高。.計(jì)量芯片.功能介紹南京日新科技有限公司鋁造,廣泛應(yīng)用于智能電能表制造行業(yè)。能夠測(cè)量有功功率、無功功率、有功能量、無功能量,并能提供兩路獨(dú)立的有功功率有效值、電壓有效值、可實(shí)現(xiàn)靈活的防竊電方案。華北電力人學(xué)碩:學(xué)位論文支

28、持全數(shù)字的增益,相位和校正。有功、無功電能脈按鍵輸入 拉合閘控制沖分別從、管腳輸出。圖單相智能電能表原理框圖提供兩個(gè)串行接口和,方便與外部之間進(jìn)行通信。其中為專有的單線通訊接口,可以使用一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)雙向通訊。內(nèi)部的電壓監(jiān)測(cè)電路可以保證上電和斷電時(shí)正常工作。.芯片特征:精度準(zhǔn)確:%,肛錳銅誤差小于.%;設(shè)計(jì)快捷:設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,可以大面積鋪地;更方便:支持軟件自動(dòng)較表、小信號(hào)加速較表;性能更可靠:簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)即可通過嚴(yán)酷的可靠性測(cè)試。產(chǎn)品更權(quán)威:是替代美國(guó)等單項(xiàng)和三相的升級(jí)電路,更適合中國(guó)國(guó)家智能電網(wǎng)的需求,是國(guó)家智能電網(wǎng)指定使用的產(chǎn)品引腳框圖如圖.所示。功能框圖如圖.所示。.計(jì)量芯片.主要特征滿足/

29、:和 標(biāo)準(zhǔn)的精度要求。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文在:的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)誤差小于.%。包含短時(shí)間持續(xù)線路電壓降低或跌落檢測(cè)電路。線路電壓跌落闕值和跌落變化的持續(xù)時(shí)間線路電壓半周期數(shù)值可由用戶自己設(shè)置。提供位波形采樣數(shù)據(jù)和位有功電能數(shù)據(jù),含有一個(gè)采樣波形寄存器和至少能保持滿負(fù)載累積功率的有功電能寄存器。、.,/,橫掛電蠢量位電平置位喇;電癱入;電蕾入一 電髓入引凹 :電囊慧入引曩宇電一宇電曩地電壓入引 卵電壓入引 淵 , 橫報(bào)電蠢地帥圖. 引腳框圖闈 柚口 硝卜嘣示嘣示阼嘶示蝴示哪塒腫 圖功能框圖華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文提供系統(tǒng)與輸入失調(diào)數(shù)字化校準(zhǔn)功能,即信道失調(diào)校正、相位校準(zhǔn)和功率校準(zhǔn)。具有一個(gè)與兼容的

30、串行接口,寄存器中的數(shù)據(jù)經(jīng)串行接口讀出。提供頻率與有功功率成下比的脈沖輸出,脈沖輸出的頻率可設(shè)置。具有中斷請(qǐng)求和狀態(tài)寄存器半滿或溢出警告【郴】。.內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用引腳和引腳兩種封裝。起內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖.所示。它含有兩個(gè)二階.、基準(zhǔn)電壓源、溫度傳感器和有功功率與有功電能計(jì)量所需的全部信息處理功能。片內(nèi)溫度傳感器經(jīng)校準(zhǔn)后的典型值為士。除有功功率信息外,一旦發(fā)生線路電壓跌落時(shí),漏極開路邏輯輸出將變?yōu)橛行У碗妷骸ｔ搅讌f(xié) 盤圖.內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖.計(jì)量芯片.主要特征是美國(guó)公司推出的多功能、高精度電能測(cè)量集成芯片。是采用制造工藝,功耗低,集成度高,組成電能表所需的外圍器件少。同時(shí),內(nèi)片集成有電能、電壓真有效值、電流真有

31、效值的計(jì)算和電能脈沖轉(zhuǎn)換功能。基于該芯片的電能表配置靈活、應(yīng)用方便。該芯片的基本功能和突出特征如下:可提供誤差范圍為讀數(shù)士.%。動(dòng)態(tài)范圍超過:的讀數(shù)線性度?？蓽y(cè)量有功電能、無功電能、視在電能、瞬時(shí)電流、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)華北電力大學(xué)壩士學(xué)位論文功率、電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、視在功率、基本和諧波電能、線路頻率等參數(shù)。具有系統(tǒng)校準(zhǔn)和相位補(bǔ)償功能。具有多樣化的配置方式,可與配合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng).功能。電壓、電流實(shí)時(shí)監(jiān)控:當(dāng)電壓低于臨界電壓或高于闕值電壓時(shí)報(bào)警。電壓過零檢測(cè)。靈活的數(shù)字校準(zhǔn)和補(bǔ)償方式:對(duì)每一通道增益補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、功率補(bǔ)償、相位校準(zhǔn)。.內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用腳封裝形式。芯片內(nèi)部

32、集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換器、高通數(shù)字濾波器、串行接口電路、數(shù)字/頻率轉(zhuǎn)換器、寄存器等模擬、數(shù)字信號(hào)處理單元,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖.所示。電流、電壓模擬輸入通道包含了可編程增益放大器和濾波器,將電流傳感器和電壓傳感器送入的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。這種模擬輸入結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了濾波器的設(shè)計(jì),同時(shí)大大簡(jiǎn)化了傳感器接口電路,并提供了很大的動(dòng)態(tài)范圍。電流通道的高通濾波器去掉了電流信號(hào)里的全部直流成分,從而減少了有功功率計(jì)算中由電壓或電流信號(hào)偏移帶來的不精確性。模擬輸入通道的差分電壓信號(hào)滿量程輸入為。包含的片內(nèi)溫度傳感器可以在較大的溫度范圍內(nèi)對(duì)測(cè)量元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償和校準(zhǔn)【】。蚣葛譬鑫撼赫廠一跖睪行黲接口【裙§辯璩,?翮 囂

33、兩魏甄爵鯊唰? 囂時(shí) 曠薩麗應(yīng)翮皴珥嘲蝴玎亡睨強(qiáng)圖.內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖.微控制器介紹微控器 簡(jiǎn)稱或¨,也有人稱為單芯片微控制器華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文,將、/集合在同一個(gè)芯片中,為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合?。智能電表的芯片涉及控制、計(jì)量、加密和通訊芯片窄波通信,其中控制芯片即是整個(gè)表計(jì)中的核心,負(fù)責(zé)計(jì)算資費(fèi)單相遠(yuǎn)程費(fèi)控表表內(nèi)不涉及電費(fèi)計(jì)算、控制顯示和通訊等最主要的功能。在讀取計(jì)量芯片數(shù)據(jù)后,記錄發(fā)生的事件如竊電等。具有以下特點(diǎn):具有優(yōu)異的性能價(jià)格比。集成度高、體積小、可靠性高?？刂乒δ軓?qiáng)。低電壓、低功耗。為單相智能電能表常用的。該芯片既有高動(dòng)能指令也有高效率指令,具有字節(jié)的地址空間和高速執(zhí)行

34、指令的能力;具有、.、個(gè)用戶可配置口、個(gè)定時(shí)器、個(gè)串行口、通道位口、內(nèi)置看門狗定時(shí)器和低速晶振,可接外部晶振。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,主要功能引腳框圖如圖.所示。圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖華北電力火學(xué)碩士學(xué)位論文圖. 主要功能引腳框圖.通信芯片. 一通信芯片.在電能表中的應(yīng)用我國(guó)在制定/.電子式多功能電能表及/ ?電子式多功能電能表通訊協(xié)議時(shí)將.標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接作為電能表的通訊接,并詳細(xì)地定義了物理層、鏈路層、應(yīng)用層,結(jié)束了以前電能表廠家規(guī)約各不兼容、互相不能抄的尷尬局面。現(xiàn)在電能表廠家遵循相同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)最新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是/?多功能電能表通訊協(xié)議對(duì)電能表進(jìn)行讀寫操作,簡(jiǎn)化了電能表抄表應(yīng)用及維護(hù)的工作量。使得國(guó)內(nèi)的智能

35、電能表可以做到互聯(lián)互通。.電能表中芯片的管腳功能介紹通訊的控制芯片廠家根據(jù)不同用途和使用環(huán)境,可以選擇的芯片很多,現(xiàn)以浙江恒業(yè)廠家生產(chǎn)的單相遠(yuǎn)程費(fèi)控智能電能表中選用的芯片為例,介紹其管腳功能配置如下圖.。由圖.可以看到,共有個(gè)管腳,各管腳功能如下:華北電力大學(xué)碩二卜學(xué)位論文管腳:,電平接收輸出端,平時(shí)輸出高電平。管腳:,接收使能端,低電平,允許接收。高電平,不允許接收。管腳:,發(fā)送使能端,高電平允許發(fā)送,低電平,不允許發(fā)送。圖. 電氣原理圖管腳:,數(shù)據(jù)發(fā)送端。管腳、:芯片電源地和芯片電源。管腳、:當(dāng)差分信號(hào)輸出輸入端口。當(dāng).大于等于時(shí),為邏輯“”;當(dāng).小于等于.時(shí),為邏輯“”;當(dāng).時(shí),為不確定

36、狀態(tài)。.紅外通信芯片和芯片為公司推出的紅外芯片。.芯片為紅外編碼解碼芯片,如圖所示,其特性如下:適應(yīng).物理層規(guī)范。接口與收發(fā)器相兼容?？膳c標(biāo)準(zhǔn)的連接使用?？砂l(fā)送/接收.或/脈沖形式。內(nèi)部或外部時(shí)鐘模式。波特率可編程。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文佰粼謝一剃一柏一一舵一叫一一帥室圖 引腳定義圖.芯片是一種廉價(jià)的紅外收發(fā)器模塊,如圖一所示,工作電壓為.。其特性如下:超小型表面封裝。最小高度:.。發(fā)光二極管電壓范圍:.。溫度范圍.。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)。邊緣檢測(cè)輸入,避免發(fā)光二極管的開啟時(shí)間過長(zhǎng)。.本章小結(jié)本章節(jié)以單相智能電能表為例,簡(jiǎn)單介紹了幾個(gè)常用的主要芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特征。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文第章智能

37、電能表常見故障的分析及預(yù)防解決電能表更新?lián)Q代速度越來越快,功能更全面也更加智能化,電能表的故障也越加多樣化。產(chǎn)生故障的原因有很多,人為因素造成器件開裂、破損、錯(cuò)件、漏件等;原材料本身不合格導(dǎo)致電能表故障;包裝、搬運(yùn)、運(yùn)輸?shù)冗^程中導(dǎo)致的損壞;軟硬件不匹配造成的故障等多種因素。為了能夠更準(zhǔn)確的判斷出故障產(chǎn)生的原因,我們要針對(duì)不同的情況,對(duì)其進(jìn)行具體的分析處理,改進(jìn)工藝,逐步減少不良品的產(chǎn)生。根據(jù)不同的故障分類方式,可分為以下幾種:按故障類型:軟件故障、硬件故障;按產(chǎn)生故障的原因:人為因素、原材料因素、環(huán)境因素、操作工藝;按故障的表現(xiàn):顯示、通訊、費(fèi)控、超差計(jì)量精度、電流、電壓、時(shí)鐘等;軟件故障主要

38、是設(shè)計(jì)上的缺陷和不同軟硬件的錯(cuò)誤搭配產(chǎn)生的。人為因素和操作工藝造成的故障占比超過%。電能表故障檢修分四步驟:一想、二看、三測(cè)、四處理。首先針對(duì)故障現(xiàn)象考慮可能會(huì)產(chǎn)生的原因,因?yàn)樵谂可a(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的很多故障都是相同有共性的,有時(shí)只需要看到現(xiàn)象就可以基本確定故障的原因。第二通過肉眼仔細(xì)觀察電路表面是否有明顯的虛焊、連焊、錯(cuò)焊、焊漏等問題,因?yàn)楹芏鄷r(shí)候造成故障的原因表面上都可以觀察到。第三針對(duì)一些故障還需要借助專用儀器對(duì)電能表相關(guān)電路測(cè)試,這兒最常用的主要是萬用表,示波器,通訊設(shè)備等。最后根據(jù)之前測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷故障位置進(jìn)行相應(yīng)處理【。.智能電能表的繼電器故障原因分析及解決方法根據(jù)國(guó)網(wǎng)智能電能表系

39、列標(biāo)準(zhǔn)要求,費(fèi)控智能表具有內(nèi)置或外置控制繼電器。繼電器的合閘與跳閘,在嚴(yán)格的安全認(rèn)證與數(shù)據(jù)加、解密下進(jìn)行。而內(nèi)置繼電器直接控制用戶用電電源,內(nèi)置繼電器的質(zhì)量、帶載能力、控制安全性、運(yùn)行可靠性,直接關(guān)系到用戶的用電安全,也影響供電部門的服務(wù)工作量。這也正是傳統(tǒng)電能表轉(zhuǎn)換為智能電能表時(shí)面臨的新技術(shù)、新挑戰(zhàn)。華北電力人學(xué)碩:卜學(xué)位論文.故障原因國(guó)網(wǎng)智能電能表的內(nèi)置繼電器,大都采用磁保持繼電器。智能電能表技術(shù)要求中規(guī)定最大電流不大于的電能表使用內(nèi)置繼電器互感表使用外置丌關(guān)。從現(xiàn)在的使用情況來看,內(nèi)置繼電器在檢定、安裝、運(yùn)行、故障維修等出現(xiàn)的問題的主要有:檢定時(shí)出現(xiàn)的問題:剛上臺(tái)體出現(xiàn)無法加載電流,遠(yuǎn)程

40、合閘、跳閘測(cè)試需人工參與操作,有時(shí)因密鑰狀態(tài)無法識(shí)別,不能正?？刂评^電器。無法加載電流可能是因?yàn)檫\(yùn)輸原因造成繼電器觸點(diǎn)接觸不良或廠家出廠時(shí)沒有有效合閘。跳閘后需人工參與檢測(cè)繼電器跳閘狀態(tài),合閘時(shí)需人工參與合閘操作,同時(shí)檢定時(shí)需更新遠(yuǎn)程密鑰并進(jìn)行密鑰狀態(tài)管理,檢定效率大大降低。安裝時(shí)出現(xiàn)的問題:剛安裝的智能電能表繼電器斷開,導(dǎo)致客戶不能用電,供電部門現(xiàn)場(chǎng)不能合閘,要重新?lián)Q上新的電能表來解決投訴問題,導(dǎo)致供電部門的工作很被動(dòng)。這個(gè)問題一種可能是源于我們的計(jì)量檢定部門測(cè)試遠(yuǎn)程拉閘后沒有合閘或沒有下發(fā)合閘命令,還有一種可能就是電能表在安裝過程中的輸出了誤動(dòng)作信號(hào)。運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的問題:安裝在現(xiàn)場(chǎng)的電能表使

41、用一段時(shí)間后斷開,這種情況大負(fù)荷的單、三相表要多一點(diǎn),三相中還會(huì)有缺相的可能出現(xiàn)。大家知道,南方地區(qū),尤其浙江省是一個(gè)家庭工廠和小企業(yè)比較多的地區(qū),超負(fù)荷容量使用在家庭工廠和小企業(yè)里是家常便飯。安裝在表內(nèi)的繼電器觸點(diǎn)過載能力有限,觸點(diǎn)發(fā)熱后,導(dǎo)致繼電器固定觸點(diǎn)的塑料變形、移位,導(dǎo)致觸點(diǎn)壓力降低,接觸電阻變大,發(fā)熱量繼續(xù)加大,直到繼電器觸點(diǎn)燒毀,斷開。嚴(yán)重的可能會(huì)短路、起火,引發(fā)次生事故。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行隱患:為數(shù)極少電能表安裝的繼電器在安裝時(shí)存在應(yīng)力,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的老化運(yùn)行也難以完全消除。電能表現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行,繼電器也會(huì)因應(yīng)力原因出現(xiàn)上述惡性循環(huán),導(dǎo)致繼電器損壞。遠(yuǎn)程控制時(shí)出現(xiàn)的問題:運(yùn)程控制繼電器,在

42、大負(fù)荷運(yùn)行情況下強(qiáng)行拉閘將損壞繼電器觸點(diǎn),增加繼電器觸點(diǎn)的接觸電阻,將導(dǎo)致繼電器觸點(diǎn)更容易發(fā)熱,并燒壞。維修時(shí)出現(xiàn)的問題:由于裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能電能表運(yùn)行密鑰為供電部門方控制的私鑰。一旦出現(xiàn)故障,返回廠家檢修則需將私鑰更改公鑰,廠家才能維修。增加了密鑰恢復(fù)工作與管理,增加了供電部門方維修工作量。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文.智能電能表繼電器故障的解決方案智能電能表內(nèi)置繼電器的故障雖然現(xiàn)象較為簡(jiǎn)單,但危害性十分嚴(yán)重,除直接帶來大量服務(wù)工作量外,極端情況帶來設(shè)備及人身安全。而繼電器故障的解決是一個(gè)系統(tǒng)工程應(yīng)從費(fèi)控方式選型、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)力提升、費(fèi)控可靠性設(shè)計(jì)、控制策略、繼電器質(zhì)量等多方面著手,綜合解決。選型好費(fèi)

43、控方式考慮在不改變國(guó)網(wǎng)技術(shù)要求的情況下,因地制宜,最好的辦法就是使用開關(guān)外置的電能表,同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有電能表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合適的外置丌關(guān),在必要的情況下安裝外置開關(guān),達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。這樣將有下面幾個(gè)方面的原因和好處:很多電能表不必要安裝控制回路或短時(shí)間根本不可能使用,不安裝內(nèi)置繼電器將在一定程度上降低了電能表的制造成本,根據(jù)不同的客戶類型我們可以有選擇的給電表配置外置開關(guān)。突出電能表的主要功能一一計(jì)量功能,簡(jiǎn)化其它輔助功能,將大幅度提高電能表的可靠性、安全性和使用壽命。開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)設(shè)備:由于繼電器的跳閘、合閘在嚴(yán)格的安全認(rèn)證下進(jìn)行。目前裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能電能表,一旦出現(xiàn)內(nèi)置繼電器跳閘,因缺乏有力的現(xiàn)場(chǎng)

44、服務(wù)設(shè)備支持,必須換表解決。所以開發(fā)帶有密鑰控制卡的掌機(jī)設(shè)備,可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合閘與跳閘,能大大提高現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)能力。軟硬件可靠性設(shè)計(jì):對(duì)于長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的智能電能表可能出現(xiàn)內(nèi)置繼電器誤動(dòng)作或者執(zhí)行動(dòng)作時(shí)由于電壓、觸點(diǎn)等原因造成的不可靠動(dòng)作。為了有效防止繼電器的誤動(dòng)作或不可靠動(dòng)作,應(yīng)有防止內(nèi)置繼電器誤動(dòng)作的軟硬件設(shè)計(jì),應(yīng)有防繼電器不可靠動(dòng)作的檢測(cè)機(jī)制與補(bǔ)動(dòng)作機(jī)制設(shè)計(jì)。同時(shí)為防止智能電表在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的繼電器觸點(diǎn)接觸不良,智能電能表應(yīng)有檢測(cè)與安裝時(shí)上電的補(bǔ)動(dòng)作機(jī)制。繼電器控制策略:繼電器在大電流下跳、合閘,直接影響繼電器的壽命及智能電表運(yùn)行安全。選擇合適的繼電器控制策略如大于一定電流下不跳閘,可大大減少

45、控制時(shí)的負(fù)荷沖擊影響。繼電器質(zhì)量:繼電器質(zhì)量是繼電器可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。繼電器觸點(diǎn)的接觸電阻、觸點(diǎn)材料、切換電壓、切換電流、最大切換功率、觸點(diǎn)機(jī)械與電氣壽命等設(shè)計(jì)直接關(guān)系到帶載與控制能力、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。繼電器的端子連接方式、殼體材料、溫度、振動(dòng)、沖擊、絕緣等特性直接關(guān)系運(yùn)輸、安裝、溫度變化等產(chǎn)生的應(yīng)力影響。同時(shí)開發(fā)大電流、小體質(zhì)、低功耗、低成本的固態(tài)繼電器,實(shí)現(xiàn)過零控制,應(yīng)是國(guó)網(wǎng)內(nèi)置繼電器的發(fā)展方向。華北電力人學(xué)碩士學(xué)位論文.智能電能表通信故障分析隨著一年來國(guó)家電網(wǎng)公司智能電能表先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展和推廣運(yùn)用,我們?cè)趯?shí)際的檢定工作中也碰到一系列問題,譬如是通訊方面,會(huì)出現(xiàn)通訊故障、紅外通訊故障等等

46、。.通信故障分析根據(jù).的原理將故障進(jìn)行分析。部分原理圖見圖.和圖.?！俊６? 蓮慷坌/糾。一番?一怒。,毒烈/ 沁. / .圖. 電源部分原理圖¨圖. 電源部分原理圖口支持/等波特率,目前智能電能表波特率,如果通信不成功,首先檢查波特率是否正確或相應(yīng)符合。如果整個(gè)臺(tái)體的電能表通信都不行,考慮設(shè)置軟件是否與相應(yīng)表符合或通信線是否接觸良好。如果單個(gè)表位通信不成功,則:檢查電能表端口與臺(tái)華北電力大學(xué)碩:學(xué)位論文體接觸是否良好;制造廠在設(shè)置表內(nèi)通訊地址的過程中出錯(cuò),檢查銘牌上的通訊地址與內(nèi)存的通訊地址是否一致:在通信時(shí),檢查電能表的通信符號(hào)是否顯示。如果通信符號(hào)顯示,但通信不成功,說明表計(jì)接

47、收部份正常,可能是部分信號(hào)輸出到芯片之間線路故障。打開電能表,目測(cè)芯片管腳、的第腳是否有虛焊、連焊等情況;如果兩芯片管腳這邊都正常,則查看、這幾個(gè)元器件是否有虛焊、連焊或元器件損壞。如果通信符號(hào)不顯示,確認(rèn)抄收軟件設(shè)置正確,打開電能表進(jìn)行檢查:檢測(cè)芯片的第腳是否為低電平,如不是低電平,則檢查電阻是否有虛焊、損壞等現(xiàn)象。;如果芯片的第腳為低電平,則檢查光耦、電阻、是否有虛焊、損壞等現(xiàn)象。還可以檢查下接線芯插頭是否松動(dòng),插座是否反裝及接線芯上的線是否裝反等等。上面一切正常,用萬用表直流檔測(cè)試芯片的第腳是否有左右;如果沒有左右,則測(cè)試電解電容兩端電壓是否在左右,如果有左右,則說明是穩(wěn)壓管虛焊;如果沒

48、有左右,則用萬用表交流檔檢測(cè)變壓器次級(jí)供回路的交流電壓,應(yīng)在左右,如果沒有,則說明是變壓器壞,如果有左右,則檢查整流二極管是否虛焊、損壞或裝反;如果兩端電壓較低、在左右,則查看后面的供電回路上是否有短路或電解電容裝反等情況,如果沒有相應(yīng)情況出現(xiàn)則查看穩(wěn)壓管和通訊芯片是否有損壞。上述情況都正常,用抄收器掌機(jī)進(jìn)行通信,同時(shí)用示波器檢測(cè)電路的兩個(gè)光耦。根據(jù)光耦特性、測(cè)出的波形可以判斷信號(hào)是否送到光耦,光耦是否正常工作。.紅外通信故障分析紅外部分原理圖如圖所示。華北電力人學(xué)碩士學(xué)位論文;紅外發(fā)送/接收電路圖 紅外部分原理圖上電紅外抄表,通信時(shí)如果出現(xiàn)通信符號(hào),但是抄表失敗,初步判斷紅外接收正常,紅外發(fā)

49、射不正常。主要檢查紅外發(fā)射電路:先查看紅外發(fā)射管是否裝反、虛焊或損壞;再查看、是否有虛焊、連焊;接著查看的管腳和其他管腳之間是否虛焊或連焊,再查看的管腳到之間是否斷路。如果之前查看的都正常的情況下,可以用替換法更換一個(gè)紅外發(fā)射管來確定其是否損壞。上電紅外抄表,通信時(shí)電表沒反應(yīng),要考慮紅外抄收器的軟件是否對(duì)應(yīng)符合。/通信規(guī)約選擇是否正確,規(guī)約與規(guī)約是不通用的。若通信規(guī)約正確,則用萬用表測(cè)量紅外接收管輸入、輸出管腳電壓。如果紅外接收管輸入電壓不正常,電能表會(huì)死機(jī),因?yàn)檩斎肽_電壓是主電源電路輸出,則檢查后面的供電回路上的相應(yīng)元件是否有連焊、損壞等現(xiàn)象,由于主電源電路相對(duì)要復(fù)雜一點(diǎn),可分別斷開各支路上

50、的相關(guān)器件來檢測(cè)這條支路后面電路的好壞。如果電壓及線路都是正常的,可以用示波器測(cè)量波形。波形正常,可能是紅外接收管到部分線路問題。波形不正常,可能是紅外接收管損壞。.改進(jìn)的方法在表計(jì)端口再加一路通訊接口雙通訊口,以保證表計(jì)電量的正常抄收;另外針對(duì)通訊口由于過壓燒壞,無法正常通訊、電量無法抄收這一現(xiàn)象,建議采取在通訊口設(shè)置過壓保護(hù),以防通訊口由于過電壓而燒壞。根據(jù)多功能電能表抗干擾能力差,會(huì)造成故障率偏高,提高電子式多功能電能表電子元件的抗干擾能力,做好數(shù)據(jù)保護(hù)措施。延長(zhǎng)表計(jì)內(nèi)、外制電池壽命,避免表計(jì)亂碼、缺比劃,保證電費(fèi)回華北電力火學(xué)碩:學(xué)位論文收的準(zhǔn)確性。在多功能電能表具備停電抄表功能或表計(jì)端子加裝輔助電源,以便裝表人員拆表后可以當(dāng)著客戶的面抄回電能表拆回底碼。.數(shù)據(jù)突變產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施.表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式及特點(diǎn)目前,電能表上用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)一般為,外置于電能表主控芯片,電能表運(yùn)行的所有參數(shù)均存儲(chǔ)在這顆外置的芯片內(nèi)。與之間通常通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,總線傳輸數(shù)據(jù)具有以下特點(diǎn):數(shù)據(jù)的傳輸是以位為最小單位,字節(jié)高位在前,低位在后,無起始位,無奇偶校驗(yàn),無停止位。數(shù)據(jù)輸入輸出都是使用同一根數(shù)據(jù)線。時(shí)鐘信號(hào)由主控芯片提供。時(shí)鐘信號(hào)的頻率為.,當(dāng)工作電壓小于.時(shí),最快時(shí)鐘信號(hào)頻率不大于,即時(shí)鐘信號(hào)的最高頻率與的工作