智能電表故障大數(shù)據(jù)分析探究

張?zhí)烊?孟強

摘要：近年來，智能電表的廣泛應用為智能電網(wǎng)的發(fā)展以及用電管理模式轉(zhuǎn)變起到了積極的推動作用，但在應用過程中也暴露出了若干質(zhì)量問題，如電表飛走、倒走、空載潛動、過壓黑屏等，因此，有必要根據(jù)幾年的智能電能表應用經(jīng)驗，結合用電信息采集系統(tǒng)采集的大量電能表運行實時數(shù)據(jù)，從海量的數(shù)據(jù)信息中挖掘出有用的知識，找出智能電能表現(xiàn)場運行故障與收集到的各種數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性、規(guī)律性，保障智能電網(wǎng)堅強運行，提升電力營銷服務水平。

關鍵詞：智能電表;故障;數(shù)據(jù);分析

智能電表主要是內(nèi)部集成計量芯片，可以實時采集電能相關數(shù)據(jù)，并具備對外通信和自動化控制功能。智能電表是電網(wǎng)智能化發(fā)展的重要體現(xiàn)，是實現(xiàn)遠程抄表管理和電表預付費管理的基礎。本文結合供電公司單位日常計量運維工作，總結出智能電表的常見故障類型，并提出相關預防和處理措施。

一、智能電能表故障數(shù)據(jù)診斷

智能電能表故障數(shù)據(jù)主要是指智能電能表現(xiàn)場運行時出現(xiàn)的故障信息及其相關數(shù)據(jù)。隨著智能電能表運行年限的增加和功能的不斷擴展，現(xiàn)場運行出現(xiàn)的故障類型及其數(shù)據(jù)也愈發(fā)龐大復雜。電能表作為用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)源頭和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點，一旦發(fā)生故障，將大大降低電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)采集的準確性，甚至危害整個電網(wǎng)運行的可靠性，因而亟需通過數(shù)據(jù)診斷對其進行質(zhì)量監(jiān)控和故障預警。智能電能表故障數(shù)據(jù)診斷是建立在對智能電能表模塊功能、設計方法、制造過程、運行情況全面研究的基礎上的，通過對智能電能表各功能模塊甚至元器件單元展開故障模式評定，確定智能電能表運行的可靠性及薄弱環(huán)節(jié)。該文在智能電能表故障數(shù)據(jù)診斷時所使用的幾個重要的參數(shù)包括嚴重度、發(fā)生頻度、不可探測度和風險順序數(shù)，其中嚴重度是指潛在故障類型發(fā)生時對電能表運行質(zhì)量產(chǎn)生影響嚴重程度的評價指標;發(fā)生頻度是指潛在故障類型發(fā)生的可能性，發(fā)生的概率越高，其值越大;不可探測度是指當某項潛在故障發(fā)生時，依據(jù)現(xiàn)有的控制手段及檢測方法，能將其準確檢出或預測出的概率評價指標;風險順序數(shù)是某項潛在故障發(fā)生的風險性及其危害性的綜合性評價指標。

二、智能電表常見故障解決方法

（一）智能電表通信處理方法

隨著智能電能表的推廣應用，遠程采集成為節(jié)約成本高效管理的趨勢。智能電能表實際運行及采集過程中會出現(xiàn)各種意想不到的問題，規(guī)納入下：（1）電表未正常運行：可能由于線路老化、表計接線端接線未壓緊、表計主芯片運行故障等，導致現(xiàn)場電表失壓，無法正常啟動運行。（2）采集失?。阂缘蛪翰杉癁槔?，結合全國集中器采集的3種主要采集方式全載波、半載波、485采集以及目前現(xiàn)場主要使用的13規(guī)約以及面向?qū)ο髤f(xié)議終端進行解析，導致電能表采集失敗的主要原因有表計時鐘不對、表計485通訊故障、表計與集中器窄帶載波采集方案不匹配、表計HPLC模塊不組網(wǎng)、表計日凍結數(shù)據(jù)凍結有問題、采集器故障、集中器故障、表計響應有問題等等。針對以上提到的各種問題，主要解決方案有：表計及終端本身故障類進行及時更換，特殊的需由廠家進行故障分析;模塊類故障或不匹配及時更換響應模塊;時鐘不對首先進行遠程校時，無法校時的及時更換表計。

（二）確保電能表各軟硬件設計的可靠度

某些智能電能表在運行時可能會有內(nèi)部繼電器故障出現(xiàn)，也可能由于不靈敏的觸點或不穩(wěn)定的電壓引發(fā)，因此為了將該種故障的出現(xiàn)防止應當提前制定出相應的預防措施。在實際設計中要想使每個原件和軟硬件能夠協(xié)調(diào)良好并保證其合理科學，需要在設計方案中體現(xiàn)這類事故并檢測和檢驗容易出現(xiàn)的故障。同時在運輸期間肯能發(fā)生電能表內(nèi)部繼電器因車輛顛簸導致震動或雷雨天氣導致出現(xiàn)接觸不靈敏的情況，從而使智能電能表無法準確計量。因此設計人員為了將該故障的發(fā)生進行有效控制在設計過程中需要認真檢測智能電能表的安裝環(huán)節(jié)，注意加大在各環(huán)節(jié)中對智能電能表的保護力度從而將故障的出現(xiàn)減少。

（三）智能電表顯示故障和處理方法

現(xiàn)在智能電表的人機交流主要是通過液晶顯示屏進行顯示的。智能電表液晶顯示屏主要故障現(xiàn)象有兩種，（1）燒屏，即智能電表的液晶顯示屏燒毀無法顯示任何信息;（2）缺屏，即智能電表的液晶顯示屏只能在部分區(qū)域顯示相關信息。出現(xiàn)該故障的原因具體如下。（1）電表液晶的產(chǎn)品質(zhì)量問題。2018年覃巴供電所曾經(jīng)安裝一批某公司生產(chǎn)的單相智能電表，在200塊電表安裝完一個月內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)10塊電表的液晶屏無任何顯示的故障，后來核實是該批次智能電表的液晶屏質(zhì)量問題造成。（2）電表內(nèi)部電路故障造成，電表液晶屏顯示錯誤。電表液晶屏的顯示主要是由電表內(nèi)部的MCU模塊驅(qū)動的。當液晶屏的驅(qū)動信號或電路出現(xiàn)異常時，液晶顯示屏的顯示信號也會出現(xiàn)異常。（3）環(huán)境影響。液晶顯示屏對溫度和濕度是非常敏感的。一般液晶顯示屏的正常工作溫度是20～50℃，相對濕度是10%～85%。溫度過高會造成屏幕整體變色或部分顯示失效的現(xiàn)象，更嚴重時會直接燒壞液晶顯示屏。環(huán)境濕度過高會造成水汽入侵液晶顯示屏內(nèi)部，造成內(nèi)部元器件短路故障。

三、結語

在智能電表大規(guī)模普及的今天，智能電表的故障是不可避免的，然而部分故障維修成本過大。為了提高智能電表運行的經(jīng)濟性，供電企業(yè)必須加強智能電表質(zhì)量管理和員工智能電表維護技能培訓。

參考文獻：

[1]李燕.智能電表現(xiàn)場運行常見故障分析[J].通信電源技術，2018，35（7）：201-202.

[2]周麗.智能電表的技術問題分析及其故障處理[J].科技與創(chuàng)新，2014（7）：75.

[3]李玨煊.單相智能電能表故障模式及影響分析[D].華北電力大學，2012.

[4]商曦文，吉瑩，張建寰.智能電能表運行狀態(tài)評估技術研究綜述[J].電測與儀表：2020，57（3）：134-141.

[5]冷喜武，陳國平，白靜潔，等.智能電網(wǎng)監(jiān)控運行大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)總體設計[J].電力系統(tǒng)自動化，2018，42（12）：160-166.

[6]彭小圣，鄧迪元，程時杰，等.面向智能電網(wǎng)應用的電力大數(shù)據(jù)關鍵技術[J].中國電機工程學報，2015，35（3）：503-511.