智能电表故障大数据分析探究

张天任 孟强

摘要：近年来，智能电表的广泛应用为智能电网的发展以及用电管理模式转变起到了积极的推动作用，但在应用过程中也暴露出了若干质量问题，如电表飞走、倒走、空载潜动、过压黑屏等，因此，有必要根据几年的智能电能表应用经验，结合用电信息采集系统采集的大量电能表运行实时数据，从海量的数据信息中挖掘出有用的知识，找出智能电能表现场运行故障与收集到的各种数据之间的关联性、规律性，保障智能电网坚强运行，提升电力营销服务水平。

关键词：智能电表;故障;数据;分析

智能电表主要是内部集成计量芯片，可以实时采集电能相关数据，并具备对外通信和自动化控制功能。智能电表是电网智能化发展的重要体现，是实现远程抄表管理和电表预付费管理的基础。本文结合供电公司单位日常计量运维工作，总结出智能电表的常见故障类型，并提出相关预防和处理措施。

一、智能电能表故障数据诊断

智能电能表故障数据主要是指智能电能表现场运行时出现的故障信息及其相关数据。随着智能电能表运行年限的增加和功能的不断扩展，现场运行出现的故障类型及其数据也愈发庞大复杂。电能表作为用电信息采集系统数据源头和数据传输的节点，一旦发生故障，将大大降低电网运行数据采集的准确性，甚至危害整个电网运行的可靠性，因而亟需通过数据诊断对其进行质量监控和故障预警。智能电能表故障数据诊断是建立在对智能电能表模块功能、设计方法、制造过程、运行情况全面研究的基础上的，通过对智能电能表各功能模块甚至元器件单元展开故障模式评定，确定智能电能表运行的可靠性及薄弱环节。该文在智能电能表故障数据诊断时所使用的几个重要的参数包括严重度、发生频度、不可探测度和风险顺序数，其中严重度是指潜在故障类型发生时对电能表运行质量产生影响严重程度的评价指标;发生频度是指潜在故障类型发生的可能性，发生的概率越高，其值越大;不可探测度是指当某项潜在故障发生时，依据现有的控制手段及检测方法，能将其准确检出或预测出的概率评价指标;风险顺序数是某项潜在故障发生的风险性及其危害性的综合性评价指标。

二、智能电表常见故障解决方法

（一）智能电表通信处理方法

随着智能电能表的推广应用，远程采集成为节约成本高效管理的趋势。智能电能表实际运行及采集过程中会出现各种意想不到的问题，规纳入下：（1）电表未正常运行：可能由于线路老化、表计接线端接线未压紧、表计主芯片运行故障等，导致现场电表失压，无法正常启动运行。（2）采集失败：以低压采集为例，结合全国集中器采集的3种主要采集方式全载波、半载波、485采集以及目前现场主要使用的13规约以及面向对象协议终端进行解析，导致电能表采集失败的主要原因有表计时钟不对、表计485通讯故障、表计与集中器窄带载波采集方案不匹配、表计HPLC模块不组网、表计日冻结数据冻结有问题、采集器故障、集中器故障、表计响应有问题等等。针对以上提到的各种问题，主要解决方案有：表计及终端本身故障类进行及时更换，特殊的需由厂家进行故障分析;模块类故障或不匹配及时更换响应模块;时钟不对首先进行远程校时，无法校时的及时更换表计。

（二）确保电能表各软硬件设计的可靠度

某些智能电能表在运行时可能会有内部继电器故障出现，也可能由于不灵敏的触点或不稳定的电压引发，因此为了将该种故障的出现防止应当提前制定出相应的预防措施。在实际设计中要想使每个原件和软硬件能够协调良好并保证其合理科学，需要在设计方案中体现这类事故并检测和检验容易出现的故障。同时在运输期间肯能发生电能表内部继电器因车辆颠簸导致震动或雷雨天气导致出现接触不灵敏的情况，从而使智能电能表无法准确计量。因此设计人员为了将该故障的发生进行有效控制在设计过程中需要认真检测智能电能表的安装环节，注意加大在各环节中对智能电能表的保护力度从而将故障的出现减少。

（三）智能电表显示故障和处理方法

现在智能电表的人机交流主要是通过液晶显示屏进行显示的。智能电表液晶显示屏主要故障现象有两种，（1）烧屏，即智能电表的液晶显示屏烧毁无法显示任何信息;（2）缺屏，即智能电表的液晶显示屏只能在部分区域显示相关信息。出现该故障的原因具体如下。（1）电表液晶的产品质量问题。2018年覃巴供电所曾经安装一批某公司生产的单相智能电表，在200块电表安装完一个月内连续出现10块电表的液晶屏无任何显示的故障，后来核实是该批次智能电表的液晶屏质量问题造成。（2）电表内部电路故障造成，电表液晶屏显示错误。电表液晶屏的显示主要是由电表内部的MCU模块驱动的。当液晶屏的驱动信号或电路出现异常时，液晶显示屏的显示信号也会出现异常。（3）环境影响。液晶显示屏对温度和湿度是非常敏感的。一般液晶显示屏的正常工作温度是20～50℃，相对湿度是10%～85%。温度过高会造成屏幕整体变色或部分显示失效的现象，更严重时会直接烧坏液晶显示屏。环境湿度过高会造成水汽入侵液晶显示屏内部，造成内部元器件短路故障。

三、结语

在智能电表大规模普及的今天，智能电表的故障是不可避免的，然而部分故障维修成本过大。为了提高智能电表运行的经济性，供电企业必须加强智能电表质量管理和员工智能电表维护技能培训。

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