电能计量表计及终端可靠性研究与探索

陆燕+台德新+周瑞

摘 要：在当前的电力系统发展过程中，电能计量装置主要是由电能表、计量用二次回路以及互感器等一些部分组成的，主要是用作对电量进行采集的一种装置，在变电站工作的过程中其作用是十分显著的，因此电能计量表在实际生活中具有必不可少的作用。很多大型工业在进行结算以及核算时，电能计量表都发挥着不可或缺的作用，因此保证电能计量表更加安全可靠的运行是十分有必要的，这对于发电厂以及一些供电公司来说有着不可或缺的作用，当前的电力系统基本上已经建立起了比较完善的体制，因此这就对电能计量装置提出了更高的要求，为了能够确保其在实际工作中发挥出更加重要的价值，本文将对其以及终端的可靠性展开进一步的研究，希望能够对今后的工作有所帮助。

关键词：电能计量表计；终端产品；运行可靠性

在当前的电能计量装置应用的过程中，提高自身的准确性以及可靠性具有愈发重要的意义，电力企业能否获得丰厚的经济效益很大程度上需要依靠电能计量表计以及终端系统的应用。在我国城市发展建设的过程中，工业化的发展程度不断加大，越来越多的工厂出现在人们的视野之中，所以一旦电能计量表计装置出现故障，那么对于可靠性将会造成极大的影响，所以必须要采取有效的手段对这一问题加以控制，保障电费得到顺利的回收，减轻线損出现的状况，并且尽可能的减少维修的次数。实现这一目标并不是简简单单的，而是需要从系统性的角度完善这一工作。各个环节的相互配合十分重要。因为其中任何一个环节出现差错，那么就将会造成十分严重的后果。因此本文先对常见的故障进行分析，进而提出有效的解决措施，希望对可靠性的实现带来一定的帮助。

1 电能计量表计及终端常见故障分析

1.1 电源故障

首先是电源存在失效的故障，在这一故障中，电源的主板已经烧坏，并且电能表也出现了一定程度的损坏，在电能计量表计以及终端的两项均呈现出不同程度的烧坏现象，电源上的电容与芯片也都烧毁了，外部的开关电源模板存在严重的烧坏情形，在限幅二极管还有贴片电感处也存在十分严重的烧毁现象，计量电路已经完全不能使用，并且在终端电源位置上，限流电阻以及表面完全变黑，可见烧毁的严重性，但是压敏电阻并没有发生损坏，这就是电源失效的主要表现。

对失效的原因进行分析可以知道，雷击可能会对电压表造成过高的现象，引发能量过大的情形，并且出现过压烧表。无论是哪一个电路出现了故障，所引发的烧毁现象都能出现能量泄放回路的故障，因此这就造成器件出现严重的损伤。在对返回故障表进行分析的过程中，发现高压窜入时会有两个回路的出现，一个在表内PT中，一个在电源模板中，但是计量板以及PT完全都烧毁了，电源模板只是有一部分被烧毁了，所以高压更有可能是从表内PT窜入的，这一情形的概率更大一些。

一旦PT出现损坏，但是发现PT串联电阻并没有出现损坏的迹象，针对这一原因进行分析可知，因为铁损以及铜损的作用，铜损还会对电流造成一定的影响，所以会出现电流增大的现象，电流一旦增大，发热量也就会随之增大，这样就产生了涡流损耗的现象，这一现象与磁感应强度与电源的频率具有直接的影响，一旦磁感应强度增大，那么就很容易出现PT烧损的现象，电流也会发生不同程度的变化。并且在铁损的影响下，电阻出现了发热的状况，所以说PT烧损并没有影响到串联电阻，而是自身出现了烧损的现象。

在烧断的时候，贴片电感需要承受较大的过压，在过压的同时就会对逻辑板上的电容以及芯片造成不利的影响，很容易出现损坏的现象，在终端内部的PT初级与次级线圈的比例大约是1：1，所以线圈具有较为密集的匝数，如果次级出现开路的情况，那么就容易引起反冲过压现象的出现，与此同时，如果初级输入的电压过高，那么也会造成反冲过压较高的现象，从逻辑板上就可以看出芯片以及电容都存在过过压的现象，因为曾经有烧坏的痕迹。

改进措施：由于雷电过压造成的破坏是不可避免的，在安装调试终端的时候，必须做好相应的防雷手段，确保变压器接地可靠，装设性能优良的防雷器；另外终端在线和线中间应该装设压敏电阻，建议降低终端内PT的变比。

1.2 远程通信故障

通讯模块出现故障也较常见，如CDMA终端中出现了模块损坏，部分终端在更换损坏模块正常运行一段时间之后模块又被损坏。

引起模块损坏最重要的因素在于模块终端在不停拨号，使得模块内部在不停地复位。终端在处理过程中，一个拨号周期由很多环节组成：通讯模块的初始化，交换联通数据信息，获得IP地址。这其中的任何一个环节出现失败，都是使得通讯模块复位。

具体的改进措施有以下三点。（1）使用容量更大的路由器，容量应该超过终端数的25%，另外也可以提升验证服务器的工作效率，强化相关配置使其能够处理大量终端并且发放认证，提升验证路由器的工作性能；（2）现场终端使用dormant形式，如果没有通讯的时候物理链路进行释放；（3）对终端通讯处理流程进行优化，尽力确保模块的安全，在最大限度上延长模块的使用周期。

2 电能计量表计及终端可靠性设计

2.1 抵抗雷击设计

为确保电能计量表计及终端的安全，必须采取一定的防雷保护措施。电源部分可以使用压敏电阻、限流电阻。抵抗雷击设计可以看出压敏电阻可以对电源浪涌起到非常好的保护效果；由于浪涌造成的大电流热敏电阻可以起到一定的保护作用；2路RS485用到的电源和主电源之间完全被隔离，这样就确保了在主电源回路中产生的浪涌不会对RS485回路造成任何影响。

2.2 数据冗余设计

在规划电能存储的EEPROM资源的时候必须要留出3倍冗余数据空间，在4个完全不相干的EEPROM区域中写入电能数据。为了使得数据的安全性得到保障，以提升在错误操作下相关数据信息留存的机率，应该尽可能的分散分布冗余数据存储空间。在使用这些数据信息时，认真检查各组数据，防止发生程序跑飞时的时候将各组备份数据同时写入。

2.3 抵抗冲击电流设计

电能计量表计及终端在正常运行的过程经常会出现短路故障，一旦发生断裂故障在瞬间便会引起几千安的冲击电流，现阶段在现场已经装设了断路器跳闸保护装置，然后断路器存在20ms的时间延迟，就在这20ms的时间内，冲击电流就很有可能将表计及终端破坏。为了避免这种情况的出现，首先需要做的就是提升采样电阻的功率值，另外就是对其采取一定的保护措施，R113、R101以及R102都是0805封装，表内CT一次侧出现过流的时候不会对其造成影响；表内CT的初级线圈横截面积非常大，这样在过大电流的时候可以保护CT不被损坏。

结束语

综上所述，本文主要对电能计量表计以及终端可靠性的情况进行了研究，分析其在现实生活中常见的一些问题，并且提出了几点解决措施，希望可以在今后的工作中避免类似问题的出现，能够更好的稳定电能计量表计以及终端，这样才能促进我国电力行业更好的发展。

参考文献

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