陸燕+臺德新+周瑞

摘 要：在當(dāng)前的電力系統(tǒng)發(fā)展過程中，電能計量裝置主要是由電能表、計量用二次回路以及互感器等一些部分組成的，主要是用作對電量進(jìn)行采集的一種裝置，在變電站工作的過程中其作用是十分顯著的，因此電能計量表在實際生活中具有必不可少的作用。很多大型工業(yè)在進(jìn)行結(jié)算以及核算時，電能計量表都發(fā)揮著不可或缺的作用，因此保證電能計量表更加安全可靠的運行是十分有必要的，這對于發(fā)電廠以及一些供電公司來說有著不可或缺的作用，當(dāng)前的電力系統(tǒng)基本上已經(jīng)建立起了比較完善的體制，因此這就對電能計量裝置提出了更高的要求，為了能夠確保其在實際工作中發(fā)揮出更加重要的價值，本文將對其以及終端的可靠性展開進(jìn)一步的研究，希望能夠?qū)窈蟮墓ぷ饔兴鶐椭?/p>

關(guān)鍵詞：電能計量表計；終端產(chǎn)品；運行可靠性

在當(dāng)前的電能計量裝置應(yīng)用的過程中，提高自身的準(zhǔn)確性以及可靠性具有愈發(fā)重要的意義，電力企業(yè)能否獲得豐厚的經(jīng)濟效益很大程度上需要依靠電能計量表計以及終端系統(tǒng)的應(yīng)用。在我國城市發(fā)展建設(shè)的過程中，工業(yè)化的發(fā)展程度不斷加大，越來越多的工廠出現(xiàn)在人們的視野之中，所以一旦電能計量表計裝置出現(xiàn)故障，那么對于可靠性將會造成極大的影響，所以必須要采取有效的手段對這一問題加以控制，保障電費得到順利的回收，減輕線損出現(xiàn)的狀況，并且盡可能的減少維修的次數(shù)。實現(xiàn)這一目標(biāo)并不是簡簡單單的，而是需要從系統(tǒng)性的角度完善這一工作。各個環(huán)節(jié)的相互配合十分重要。因為其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，那么就將會造成十分嚴(yán)重的后果。因此本文先對常見的故障進(jìn)行分析，進(jìn)而提出有效的解決措施，希望對可靠性的實現(xiàn)帶來一定的幫助。

1 電能計量表計及終端常見故障分析

1.1 電源故障

首先是電源存在失效的故障，在這一故障中，電源的主板已經(jīng)燒壞，并且電能表也出現(xiàn)了一定程度的損壞，在電能計量表計以及終端的兩項均呈現(xiàn)出不同程度的燒壞現(xiàn)象，電源上的電容與芯片也都燒毀了，外部的開關(guān)電源模板存在嚴(yán)重的燒壞情形，在限幅二極管還有貼片電感處也存在十分嚴(yán)重的燒毀現(xiàn)象，計量電路已經(jīng)完全不能使用，并且在終端電源位置上，限流電阻以及表面完全變黑，可見燒毀的嚴(yán)重性，但是壓敏電阻并沒有發(fā)生損壞，這就是電源失效的主要表現(xiàn)。

對失效的原因進(jìn)行分析可以知道，雷擊可能會對電壓表造成過高的現(xiàn)象，引發(fā)能量過大的情形，并且出現(xiàn)過壓燒表。無論是哪一個電路出現(xiàn)了故障，所引發(fā)的燒毀現(xiàn)象都能出現(xiàn)能量泄放回路的故障，因此這就造成器件出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷。在對返回故障表進(jìn)行分析的過程中，發(fā)現(xiàn)高壓竄入時會有兩個回路的出現(xiàn)，一個在表內(nèi)PT中，一個在電源模板中，但是計量板以及PT完全都燒毀了，電源模板只是有一部分被燒毀了，所以高壓更有可能是從表內(nèi)PT竄入的，這一情形的概率更大一些。

一旦PT出現(xiàn)損壞，但是發(fā)現(xiàn)PT串聯(lián)電阻并沒有出現(xiàn)損壞的跡象，針對這一原因進(jìn)行分析可知，因為鐵損以及銅損的作用，銅損還會對電流造成一定的影響，所以會出現(xiàn)電流增大的現(xiàn)象，電流一旦增大，發(fā)熱量也就會隨之增大，這樣就產(chǎn)生了渦流損耗的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象與磁感應(yīng)強度與電源的頻率具有直接的影響，一旦磁感應(yīng)強度增大，那么就很容易出現(xiàn)PT燒損的現(xiàn)象，電流也會發(fā)生不同程度的變化。并且在鐵損的影響下，電阻出現(xiàn)了發(fā)熱的狀況，所以說PT燒損并沒有影響到串聯(lián)電阻，而是自身出現(xiàn)了燒損的現(xiàn)象。

在燒斷的時候，貼片電感需要承受較大的過壓，在過壓的同時就會對邏輯板上的電容以及芯片造成不利的影響，很容易出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，在終端內(nèi)部的PT初級與次級線圈的比例大約是1：1，所以線圈具有較為密集的匝數(shù)，如果次級出現(xiàn)開路的情況，那么就容易引起反沖過壓現(xiàn)象的出現(xiàn)，與此同時，如果初級輸入的電壓過高，那么也會造成反沖過壓較高的現(xiàn)象，從邏輯板上就可以看出芯片以及電容都存在過過壓的現(xiàn)象，因為曾經(jīng)有燒壞的痕跡。

改進(jìn)措施：由于雷電過壓造成的破壞是不可避免的，在安裝調(diào)試終端的時候，必須做好相應(yīng)的防雷手段，確保變壓器接地可靠，裝設(shè)性能優(yōu)良的防雷器；另外終端在線和線中間應(yīng)該裝設(shè)壓敏電阻，建議降低終端內(nèi)PT的變比。

1.2 遠(yuǎn)程通信故障

通訊模塊出現(xiàn)故障也較常見，如CDMA終端中出現(xiàn)了模塊損壞，部分終端在更換損壞模塊正常運行一段時間之后模塊又被損壞。

引起模塊損壞最重要的因素在于模塊終端在不停撥號，使得模塊內(nèi)部在不停地復(fù)位。終端在處理過程中，一個撥號周期由很多環(huán)節(jié)組成：通訊模塊的初始化，交換聯(lián)通數(shù)據(jù)信息，獲得IP地址。這其中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失敗，都是使得通訊模塊復(fù)位。

具體的改進(jìn)措施有以下三點。（1）使用容量更大的路由器，容量應(yīng)該超過終端數(shù)的25%，另外也可以提升驗證服務(wù)器的工作效率，強化相關(guān)配置使其能夠處理大量終端并且發(fā)放認(rèn)證，提升驗證路由器的工作性能；（2）現(xiàn)場終端使用dormant形式，如果沒有通訊的時候物理鏈路進(jìn)行釋放；（3）對終端通訊處理流程進(jìn)行優(yōu)化，盡力確保模塊的安全，在最大限度上延長模塊的使用周期。

2 電能計量表計及終端可靠性設(shè)計

2.1 抵抗雷擊設(shè)計

為確保電能計量表計及終端的安全，必須采取一定的防雷保護措施。電源部分可以使用壓敏電阻、限流電阻。抵抗雷擊設(shè)計可以看出壓敏電阻可以對電源浪涌起到非常好的保護效果；由于浪涌造成的大電流熱敏電阻可以起到一定的保護作用；2路RS485用到的電源和主電源之間完全被隔離，這樣就確保了在主電源回路中產(chǎn)生的浪涌不會對RS485回路造成任何影響。

2.2 數(shù)據(jù)冗余設(shè)計

在規(guī)劃電能存儲的EEPROM資源的時候必須要留出3倍冗余數(shù)據(jù)空間，在4個完全不相干的EEPROM區(qū)域中寫入電能數(shù)據(jù)。為了使得數(shù)據(jù)的安全性得到保障，以提升在錯誤操作下相關(guān)數(shù)據(jù)信息留存的機率，應(yīng)該盡可能的分散分布冗余數(shù)據(jù)存儲空間。在使用這些數(shù)據(jù)信息時，認(rèn)真檢查各組數(shù)據(jù)，防止發(fā)生程序跑飛時的時候?qū)⒏鹘M備份數(shù)據(jù)同時寫入。

2.3 抵抗沖擊電流設(shè)計

電能計量表計及終端在正常運行的過程經(jīng)常會出現(xiàn)短路故障，一旦發(fā)生斷裂故障在瞬間便會引起幾千安的沖擊電流，現(xiàn)階段在現(xiàn)場已經(jīng)裝設(shè)了斷路器跳閘保護裝置，然后斷路器存在20ms的時間延遲，就在這20ms的時間內(nèi)，沖擊電流就很有可能將表計及終端破壞。為了避免這種情況的出現(xiàn)，首先需要做的就是提升采樣電阻的功率值，另外就是對其采取一定的保護措施，R113、R101以及R102都是0805封裝，表內(nèi)CT一次側(cè)出現(xiàn)過流的時候不會對其造成影響；表內(nèi)CT的初級線圈橫截面積非常大，這樣在過大電流的時候可以保護CT不被損壞。

結(jié)束語

綜上所述，本文主要對電能計量表計以及終端可靠性的情況進(jìn)行了研究，分析其在現(xiàn)實生活中常見的一些問題，并且提出了幾點解決措施，希望可以在今后的工作中避免類似問題的出現(xiàn)，能夠更好的穩(wěn)定電能計量表計以及終端，這樣才能促進(jìn)我國電力行業(yè)更好的發(fā)展。

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