智能電能表日凍結(jié)表碼停走原因分析及監(jiān)測(cè)方法

● 湖南·國(guó)網(wǎng)株洲供電公司 王紹槐 湯夢(mèng)園 向莎莎

1 背景

隨著用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋、全采集、全費(fèi)控。用戶結(jié)算數(shù)據(jù)以用電信息采集系統(tǒng)提供的表碼為依據(jù)，取消了人工抄表，原有的抄收人員主要工作轉(zhuǎn)變?yōu)槭召M(fèi)，并定期到現(xiàn)場(chǎng)核查。在應(yīng)用過(guò)程出現(xiàn)了一種異?，F(xiàn)象，個(gè)別用戶連續(xù)幾個(gè)月的結(jié)算表碼相同，結(jié)算電量為零，但用戶實(shí)際在用電。有些用戶會(huì)主動(dòng)打電話告知供電企業(yè)自己長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)交電費(fèi)了，供電企業(yè)可及時(shí)處理這種情況；有時(shí)候要等抄收人員現(xiàn)場(chǎng)巡視才能發(fā)現(xiàn)，往往需要幾個(gè)月時(shí)間，在對(duì)用戶進(jìn)行電費(fèi)追補(bǔ)時(shí)，或因電量較大，超過(guò)階梯電價(jià)的基本檔，造成不公平計(jì)費(fèi)；或有些用戶認(rèn)為是表計(jì)自身的問(wèn)題，不愿意補(bǔ)交電費(fèi)，造成電費(fèi)糾紛。

2 技術(shù)分析

經(jīng)過(guò)人工現(xiàn)場(chǎng)檢查，排除用戶竊電導(dǎo)致的結(jié)算表碼停走外，其它的主要是表計(jì)自身故障引起。表計(jì)故障從現(xiàn)象上可分為2類(lèi)：一類(lèi)是表計(jì)實(shí)時(shí)表碼停走，從而結(jié)算表碼也停走；另一類(lèi)是表計(jì)實(shí)時(shí)表碼在走，而結(jié)算表碼停走。這2類(lèi)故障從采集系統(tǒng)的角度看，表計(jì)都是正常的，因?yàn)槊刻於寄艹x到表碼，表計(jì)似乎在運(yùn)行，那么是什么原因?qū)е逻@種現(xiàn)象呢？需要從表計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

一般來(lái)說(shuō)，智能電能表由電源單元、測(cè)量單元、中央處理單元、顯示單元、輸出單元、通信單元組成，智能電能表的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 智能電能表結(jié)構(gòu)圖

采集系統(tǒng)能夠抄讀表計(jì)的表碼，說(shuō)明表計(jì)的電源、通信、中央處理單元工作正常，而顯示和輸出單元與計(jì)量采集無(wú)關(guān)，因此，問(wèn)題可能出在測(cè)量單元上，從這個(gè)部分對(duì)上述2個(gè)問(wèn)題做進(jìn)一步分析。

2.1 實(shí)時(shí)表碼停走

以單相表為例，其測(cè)量單元由電壓、電流取樣回路和計(jì)量芯片組成，任何一部分出現(xiàn)故障都有可能導(dǎo)致表計(jì)停走。

（1）電壓取樣回路故障。電壓取樣分為3種：電阻降壓采樣、電壓互感器采樣、電阻降壓與電壓互感器組合采樣，現(xiàn)場(chǎng)最多的為電阻降壓采樣。

（2）電流取樣回路故障。電流取樣有2種：電流互感器采樣和錳銅分流器采樣。

（3）計(jì)量芯片故障。單相表的計(jì)量芯片可同時(shí)采樣一路電壓、兩路電流，測(cè)量功率、功率因數(shù)、頻率等。在電壓、電流采樣完成進(jìn)入計(jì)量芯片，芯片內(nèi)部的測(cè)量回路也可能出現(xiàn)故障，導(dǎo)致電壓、電流測(cè)量錯(cuò)誤，主要表現(xiàn)為電壓、電流值固定在一個(gè)異常值，表計(jì)停止計(jì)量。

2.2 計(jì)量正常而結(jié)算表碼停走

現(xiàn)場(chǎng)表計(jì)計(jì)量正常，表計(jì)在走字，而用電信息采集主站抄讀的結(jié)算表碼停走，要弄清除這種故障的原因，首先了解一下結(jié)算表碼的形成。

用戶在用電時(shí)，表計(jì)的表碼在不斷累加，這個(gè)表碼叫實(shí)時(shí)表碼，表計(jì)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘，當(dāng)時(shí)鐘跨日（過(guò)零點(diǎn)）時(shí)，表計(jì)讀取當(dāng)時(shí)的實(shí)時(shí)表碼保存，叫日凍結(jié)表碼，保存的日凍結(jié)表碼帶時(shí)標(biāo)（包含年、月、日、時(shí)、分）。集中器在過(guò)零點(diǎn)后的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，依次讀取每塊表的日凍結(jié)表碼，保存在集中器。主站抄表任務(wù)啟動(dòng)時(shí)，讀取集中器保存的日凍結(jié)表碼，到結(jié)算日時(shí)，主站取當(dāng)日的日凍結(jié)表碼作為結(jié)算表碼，流程如圖2。

通過(guò)對(duì)計(jì)量正常而結(jié)算表碼停走電表的分析，發(fā)現(xiàn)主要是表計(jì)時(shí)鐘故障引起的，當(dāng)表計(jì)的時(shí)鐘芯片損壞或時(shí)鐘芯片的晶振故障時(shí)，表計(jì)時(shí)鐘停走，日凍結(jié)表碼不再刷新，但此時(shí)表計(jì)的實(shí)時(shí)表碼繼續(xù)走。集中器讀取表計(jì)的日凍結(jié)表碼，不同廠家有2種處理方法。

（1）集中器檢查日凍結(jié)表碼的時(shí)標(biāo)，只有在表計(jì)與集中器時(shí)鐘誤差在一定范圍內(nèi)，才會(huì)取用日凍結(jié)表碼，否則會(huì)放棄日凍結(jié)表碼，回答抄表失敗，這種情況雖可避免因表計(jì)時(shí)鐘故障而使集中器每天讀取同一組數(shù)據(jù)的情況，但可能降低采集成功率。

圖2 日凍結(jié)表碼采集流程

（2）集中器不檢查日凍結(jié)表碼的時(shí)標(biāo)，只取日凍結(jié)的表碼值，凍結(jié)時(shí)標(biāo)由集中器根據(jù)自己的時(shí)鐘重置，這樣就有可能在表計(jì)日凍結(jié)時(shí)鐘停走的情況下，集中器每天都將同樣的數(shù)據(jù)回答給主站，這樣處理主要是為了提高采集成功率。

3 監(jiān)測(cè)方法

通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)分析，每天停走的居民戶表占總表數(shù)量的六分之一，全省有400萬(wàn)戶，主要是一些新開(kāi)的樓盤(pán)、短期出行的用戶等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，異常停走的用戶只占總戶數(shù)的萬(wàn)分之二左右，在國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司的2500萬(wàn)戶中，也就是5000戶左右，要從這400萬(wàn)戶中提取異常停走的5000戶，靠人工現(xiàn)場(chǎng)核查是不現(xiàn)實(shí)的，必須依靠技術(shù)手段。

用電信息采集系統(tǒng)為滿足低電壓監(jiān)測(cè)與防竊電監(jiān)測(cè)的需求，增加了居民用戶4個(gè)典型時(shí)間點(diǎn)（7、11、15、19點(diǎn)）電壓、電流的日采集，利用這些電壓、電流數(shù)據(jù)，對(duì)月電量為零的用戶做關(guān)聯(lián)分析，分析策略。

3.1 電壓為零的單相表

月電量為零而電壓又為零的單相表，即為異常零度戶。單相表的輸入電壓肯定為220V，而測(cè)量出的電壓為0V，說(shuō)明表計(jì)電壓采樣回路出現(xiàn)了故障。

3.2 火線電流非零的表計(jì)

月電量為零的用戶，在本月中，至少有某一天的某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)火線電流大于零，則說(shuō)明用戶在用電，為異常零度戶。

3.3 火線為零、零線非零

月電量為零，火線電流為零，但在本月中至少有某一天的某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)零線電流大于零，說(shuō)明表計(jì)火線電流測(cè)量回路故障，而零線電流測(cè)量回路正常（去除極少數(shù)共零線用戶），為異常零度戶。

4 應(yīng)用效果

根據(jù)分析策略，在采集主站的自定義報(bào)表中建立了“月停走又有電流的單相表”“月停走又有電流的三相表”“電壓為零的單相表”等報(bào)表，能自動(dòng)篩選出異常零度戶。

運(yùn)行結(jié)果表明，對(duì)月電量為零的用戶，通過(guò)電壓、電流的關(guān)聯(lián)分析，能有效甄別出異常零度戶，對(duì)目前開(kāi)展的零度戶清理提供了一種有效的技術(shù)手段，分析精準(zhǔn)，效率高。