Análise das Causas Comúns de Fallos Operativos nos Contadores Intelixentes de Electricidade

Con o desenvolvemento continuo das redes inteligentes, os contadores de electricidade inteligentes están sendo cada vez máis amplamente aplicados, e varios tipos de fallos operativos nos contadores inteligentes son frecuentemente encontrados no traballo de medida de enerxía. Este artigo analiza as causas dos fallos dos contadores inteligentes e propón soluções correspondentes, utilizando varios casos reais de fallos operativos como exemplos.

1. Pantalla Negra
A pantalla negra refírese a un contador alimentado sen exhibición, que é o fallo máis comúnmente ocorrido en contadores inteligentes en funcionamento no campo. Ao retirar e probar estes contadores defectuosos, descubríuse que o condensador na posición C2 da subplaca DCDC está danado, o chip regulador de voltaxe na placa de alimentación está fundido ou o fío neutro UN está desprendido. As causas deste fallo de pantalla negra analízanse como segue: sobretensiones instantáneas no circuito (como raios ou fluctuacións na rede eléctrica) ou harmónicos de orde superior xerados por entornos de funcionamento complexos poden danar condensadores e fundir chips reguladores de voltaxe; a operación incorrecta que non segue o proceso de fabricación pode resultar en soldaduras defectuosas ou desprendemento do fío neutro.

2. Exhibición Enrevesada
A exhibición enrevesada refírese ao fenómeno onde a pantalla LCD dun contador de electricidade inteligente mostra trazos perdidos. As posibles causas inclúen una mala soldadura nos pés do LCD ou a instalación do contador ao aire libre exposto a radiación solar de alta temperatura durante un tempo prolongado. Por exemplo, o contador trifásico dunha empresa mostraba a enerxía activa total adiantada como 702,610.88 kWh, a enerxía de punta como 700,451.96 kWh, a enerxía de hora punta como 700,987.42 kWh, a enerxía a tarifa plana como 700,551.59 kWh, e a enerxía de valle como 700,619.91 kWh. Nas condicións normais, a enerxía activa total adiantada debería ser igual á suma das enerxías de punta, hora punta, tarifa plana e valle. Pero esta ecuación non se cumpría para este contador. Os últimos oito díxitos do código de barras exhibidos na LCD eran 75517684, mentres que os da plaqueta eran 05517684.

Isto indica que a exhibición LCD teña trazos perdidos—onde o dígito "0" estaba incorrectamente exhibido como "7", confirmando un fallo de exhibición enrevesada. Cando o contador foi lido no local usando un lector de contadores portátil, a enerxía activa total adiantada rexistrouse como 002,610.88 kWh, a enerxía de punta como 000,451.96 kWh, a enerxía de hora punta como 000,987.42 kWh, a enerxía a tarifa plana como 000,551.59 kWh, e a enerxía de valle como 000,619.91 kWh. A suma das lecturas individuais coincidiu co total, confirmando o diagnóstico de exhibición enrevesada. A causa principal deste fallo determinouse que era a exposición prolongada a radiación solar de alta temperatura debido á instalación ao aire libre do contador.

3. Incapacidade de Ler Datos de Enerxía
Este fallo típicamente refírese á aparición do símbolo "←" (indicando fluxo de potencia inverso) na esquina inferior esquerda da pantalla LCD, con a lectura de enerxía activa total adiantada como cero e a lectura de enerxía activa inversa mostrando un valor non nulo. A investigación revelou que a causa principal era unha conexión incorrecta do contador, e o consumo real de enerxía equivalía á lectura de enerxía activa inversa. Despois de corrixir o erro de conexión, o contador retomou o funcionamento normal.

4. Batería con Baixa Tensión
Os contadores de electricidade monofásicos e trifásicos están equipados con baterías internas de reloxio que alimentan o chip de reloxio interno. Os contadores trifásicos tamén teñen unha batería para a lectura do contador sen alimentación, situada detrás da porta de programación no panel do contador. Cando ocorre un fallo de baixa tensión da batería, a luz de alarma do contador permanece constantemente encendida, e aparece un símbolo de baixa potencia na LCD. O manexo no local implica quitar o sello da porta do panel, abrir a porta, sacar a batería e medir a tensión entre os seus bornes positivo e negativo usando un voltímetro de corrente continua. Se a tensión cumpre as especificacións, a batería debe ser reinstalada e reposicionada para asegurar un buen contacto; se a tensión está por debaixo do valor nominal, a batería debe ser substituída.

5. Rexistro Rápido (Sobre-rexistro)
Un contador de electricidade monofásico inteligente dun usuario mostrou un aumento súbito na lectura de enerxía. As probas no local cun instrumento de calibración mostraron que o contador estaba dentro dos límites de erro aceptables. As probas de laboratorio despois da extracción tamén confirmaron que o contador cumpría as normas, pero a lectura previa á calibración era de 4,505.21 kWh e a lectura posterior á calibración era de 4,512.32 kWh—indicando que 7.111 kWh foron rexistradas durante a proba, mentres que unha proba típica de un contador monofásico consume só aproximadamente 1 kWh. Isto confirmou o fallo de "rexistro rápido."
O análise revelou que a tensión de alimentación do CPU era significativamente maior que os 5V deseñados, causando operacións de lectura/escritura anormais no bus I2C. Unha inspección adicional do circuito de alimentación identificou un condensador C2 danado. As posibles causas do danado do condensador inclúen sobretensiones instantáneas debido a fluctuacións na rede ou raios, e harmónicos de orde superior debido a entornos eléctricos complexos.

6. Análise Integral
Os contadores de electricidade inteligentes son dispositivos multifunción que van máis alá da medida básica de enerxía para incluír almacenamento e procesamento de información, monitorización en tempo real, control automático e intercambio de datos. Satisfacen as necesidades de medida de enerxía, xestión de mercadotecnia e servizo ao cliente. No entanto, a súa función principal segue sendo a medida precisa de enerxía, que debe ser tanto precisa como estable. Polo tanto, ademais de aproveitar completamente os sistemas de adquisición de enerxía para monitorizar o estado operativo e os eventos anormais dos contadores inteligentes, é esencial analizar as causas raíz dos fallos dos contadores e implementar activamente medidas de mellora.

Baseándose no análisis dos casos de fallos operativos, as causas principais dos fallos dos contadores resúmense como segue:

(1) Influencias ambientais, incluíndo interferencia electromagnética, harmónicos, alta tensión, raios, descargas electrostáticas, temperaturas e humedades excesivas, campos electromagnéticos de alta frecuencia e pulsos de transitorios rápidos eléctricos (EFT).

(2) Baixa calidade dos compoñentes, incluíndo baterías, CPUs, pantallas LCD, relés, varistores, condensadores, chips de medida, reguladores de voltaxe, chips de reloxio, cristais, diodos ópticos 485 e módulos de comunicación por portadora.

(3) Fallos de software, incluíndo bloqueos do sistema, cambios súbitos na exhibición de enerxía e erros de reloxio.

(4) Problemas de fabricación, incluíndo técnicas de soldadura defectuosas polos fabricantes de contadores (que levam a uniones frías ou sueltas) e conexiones incorrectas durante a instalación polas compañías suministradoras de enerxía.

Para abordar estas causas de fallos, poden tomarse as seguintes medidas:

(1) Fortalecer a selección de compoñentes para asegurar que os contadores inteligentes funcionen de forma fiable incluso baixo condicións ambientais extremas.

(2) Mejorar as probas de software para aumentar a capacidade de prevención de erros e resistencia a interferencias do software.

(3) Melorar a supervisión da calidade da fabricación, monitorizando e avaliando eficazmente tanto a calidade interna da montaxe como as prácticas de instalación no local.