ניתוח סיבות נפוצות להפרעות בפעולת מדדי חשמל חכמים
עם התפתחות רציפה של רשתות חכמות, מונה חכם לחשמל מתפשט בצורה גוברת, ותקלות שונות במוניטורינג האנרגיה של מונים חכמים מתרחשות לעיתים קרובות בעבודות מדידת אנרגיה. מאמר זה מתחקר את סיבות תקלות המונים החכמים ומציע פתרונות מתאימים, תוך שימוש במספר מקרי תקלה אופרציוניים כדוגמאות.
1. מסך שחור
מסך שחור מתייחס למצב שבו מונה מחובר לחשמל אך אין תצוגה, זהו התקלה הנפוצה ביותר במונים חכמים בשטח. לאחר הסרת מונים פגומים והדגם שלהם נמצא שה kondנסטור במקום C2 על הלוח המשני DCDC ניזוק, שבב הרגולציה על לוח החשמל נשרף, או שהendra ניטרלית נפלה. סיבות להתקלה זו הן: מתח גבוה זמני על החשמל (כמו פגיעת ברק או תנודות ברשת החשמל) או הרמוניות גבוהות שנוצרות בסביבות פעולה מורכבות יכולות להרוס kondansatrs ולשרוף שבבי רגולציה; פעולה לא נכונה שאינה עוקבת אחר תהליך הייצור יכולה לגרום ל悍接不良或零线脱落。
2. 显示乱码
显示乱码指的是智能电表LCD屏幕显示缺笔画的现象。可能的原因包括LCD引脚焊接不良或电表安装在户外长时间受到高温日晒。例如，某公司的三相智能电表显示总正向有功电量为702,610.88 kWh，尖峰时段电量为700,451.96 kWh，高峰时段电量为700,987.42 kWh，平段电量为700,551.59 kWh，低谷电量为700,619.91 kWh。正常情况下，总正向有功电量应等于各时段电量之和。然而，这台电表并不符合这一等式。LCD屏幕上显示的条形码最后八位是75517684，而铭牌上的条形码最后八位是05517684。
这表明LCD显示存在缺笔画—数字"0"被错误地显示为"7"，确认了显示乱码故障。当在现场使用手持抄表器读取该电表时，记录的总正向有功电量为002,610.88 kWh，尖峰电量为000,451.96 kWh，高峰电量为000,987.42 kWh，平段电量为000,551.59 kWh，低谷电量为000,619.91 kWh。各时段读数之和与总量相符，进一步证实了显示乱码的诊断。确定此故障的主要原因是由于电表安装在户外长时间受到高温日晒。
3. 无法读取电量数据
这种故障通常指的是LCD屏幕左下角出现“←”符号（表示反向功率流），且总正向有功电量显示为零，而反向有功电量显示非零值。调查发现主要原因是接线错误，实际消耗电量等于反向有功电量读数。更正接线错误后，电表恢复正常运行。
4. 电池欠压
单相和三相智能电表都配备了内部时钟电池，用于给内部时钟芯片供电。三相电表还有一块停电抄表电池，位于电表面板编程门后面。当发生电池欠压故障时，电表报警灯持续亮起，LCD上会出现低电量符号。现场处理方法是打开面板门，取出电池，用直流电压表测量其正负极之间的电压。如果电压符合规格，则应重新安装并调整位置以确保良好接触；如果电压低于额定值，则必须更换电池。
5. 快速计费（过度计费）
一位用户的单相智能电表突然显示电量大幅增加。现场使用校准仪器测试显示电表在可接受的误差范围内。拆除后进行实验室测试也确认电表符合标准，但校准前读数为4,505.21 kWh，校准后读数为4,512.32 kWh—表明测试期间记录了7.111 kWh，而典型的单相电表测试仅消耗约1 kWh。这证实了“快速计费”的故障。
分析发现CPU供电电压明显高于设计的5V，导致I2C总线上的读写操作异常。进一步检查电源电路发现电容C2损坏。电容损坏的可能原因包括电网波动或雷击引起的瞬时高压，以及复杂电气环境中的高次谐波。
6. 综合分析
智能电表是一种多功能设备，除了基本的电量计量外，还包括信息存储和处理、实时监控、自动控制和数据交互。它们满足了电量计量、营销管理和客户服务的需求。然而，其主要功能仍然是准确的电量计量，必须既精确又稳定。因此，除了充分利用能量采集系统来监测智能电表的运行状态和异常事件外，还需要分析电表故障的根本原因，并积极实施改进措施。
基于对运行故障案例的分析，电表故障的主要原因总结如下：
(1) 环境影响，包括电磁干扰、谐波、高电压、雷击、静电放电、过高的温度和湿度、高频电磁场和电气快速瞬变(EFT)脉冲。
(2) 元件质量差，包括电池、CPU、LCD屏幕、继电器、压敏电阻、电容、计量芯片、稳压器、时钟芯片、晶体、485光耦二极管和载波通信模块。
(3) 软件故障，包括系统崩溃、电量显示突变和时钟错误。
(4) 工艺问题，包括电表制造商焊接技术不合格（导致冷焊或松动焊点）以及电力公司在安装过程中接线错误。
为了应对这些故障原因，可以采取以下措施：
(1) 加强元件选型，确保智能电表即使在极端环境下也能可靠运行。
(2) 增强软件测试，提高软件的防错和抗干扰能力。
(3) 提高质量监督，有效监控和评估内部装配质量和现场安装实践。
请允许我纠正上面的翻译错误并提供完整的希伯来语翻译：עם התפתחות רציפה של רשתות חכמות, מונה חכם לחשמל מתפשט בצורה גוברת, ותקלות שונות במוניטורינג האנרגיה של מונים חכמים מתרחשות לעיתים קרובות בעבודות מדידת אנרגיה. מאמר זה מתחקר את סיבות תקלות המונים החכמים ומציע פתרונות מתאימים, תוך שימוש במספר מקרי תקלה אופרציוניים כדוגמאות.
1. מסך שחור
מסך שחור מתייחס למצב שבו מונה מחובר לחשמל אך אין תצוגה, זהו התקלה הנפוצה ביותר במונים חכמים בשטח. לאחר הסרת מונים פגומים והדגם שלהם נמצא שה kondensatr במקום C2 על הלוח המשני DCDC ניזוק, שבב ההרגולציה על לוח החשמל נשרף, או שהendra ניטרלית נפלה. סיבות להתקלה זו הן: מתח גבוה זמני על החשמל (כמו פגיעת ברק או תנודות ברשת החשמל) או הרמוניות גבוהות שנוצרות בסביבות פעולה מורכבות יכולות להרוס kondansatrs ולשרוף שבבי רגולציה; פעולה לא נכונה שאינה עוקבת אחר תהליך הייצור יכולה לגרום להרפייה או לנפילת ניטרלית.
2. תצוגה מעוותת
תצוגה מעוותת מתייחסת לתופעה שבה מסך ה-LCD של מונה חכם לחשמל מציג חסרות חלקים. אפשרויות לסיבה כוללות הרפייה לקויה בנקודות ה-LCD או שהמונה מותקן בחוץ וחשוף לשמש ממושכת בתנאים חמים. למשל, מונה שלושה פאזה של חברה הציג את האנרגיה הכוללת החיובית כ-702,610.88 קילוואט-שעה, האנרגיה בשעות השיא כ-700,451.96 קילוואט-שעה, האנרגיה בשעות הגבהים כ-700,987.42 קילוואט-שעה, האנרגיה בשעות הרגילה כ-700,551.59 קילוואט-שעה, והאנרגיה בשעות העומק כ-700,619.91 קילוואט-שעה. בתנאים נורמליים, האנרגיה הכוללת החיובית צריכה להיות שווה לסכום האנרגיות בשעות השיא, הגבהים, הרגילה והעומק. עם זאת, השוויון הזה לא נשמר עבור המונה הזה. שמונה הספרות האחרונות של הברקוד המוצג על המסך היו 75517684, בעוד שהספרות על הטבלת המונה היו 05517684.
זה מצביע על כך שהLCD מציג חסרות חלקים - כאשר הספרה "0" מציגה באופן שגוי כ-"7", מה שמאשרת תקלה של תצוגה מעוותת. כאשר המונה נקרא באתר באמצעות מונה ידני, האנרגיה הכוללת החיובית נרשמה כ-002,610.88 קילוואט-שעה, האנרגיה בשעות השיא כ-000,451.96 קילוואט-שעה, האנרגיה בשעות הגבהים כ-000,987.42 קילוואט-שעה, האנרגיה בשעות הרגילה כ-000,551.59 קילוואט-שעה, והאנרגיה בשעות העומק כ-000,619.91 קילוואט-שעה. סכום הקטעים השונים תאם לסכום הכולל, מה שמאשרת את האבחנה של תצוגה מעוותת. הסיבה העיקרית לתקלה הזו היא חשיפה ממושכת לשמש חמה בשל התקנת המונה בחוץ.
3. אי-יכולת לקרוא נתונים של אנרגיה
תקלה זו מתייחסת בדרך כלל להופעת הסמל "←" (המציין זרימת אנרגיה הפוכה) בפינה השמאלית התחתונה של מסך ה-LCD, כאשר קריאת האנרגיה הכוללת החיובית היא אפס וקריאת האנרגיה הפוכה היא לא אפס. חקירה גילתה שהסיבה העיקרית הייתה חיבור לא נכון של המונה, והצריכה האמיתית הייתה שווה לקריאת האנרגיה הפוכה. לאחר תיקון טעות החיבור, המונה חזר לתפעול נורמלי.
4. מתח נמוך של הסוללה
מוניטורי חכם חד-פאזי ושלושה-פאזי מצוידים בסוללה פנימית שעוזרת לשלוט במערכת השעון הפנימית. מונים שלושה-פאזיים גם מצוידים בסוללה לעיון בזמן כיבוי החשמל, הממוקמת מאחורי הדלת לתכנות בלוח המחוונים. כאשר מתרחשת תקלה של מתח נמוך בסוללה, נורת האזהרה של המונה נותרת דלוקה תמיד, וסמל של מתח נמוך מופיע על המסך. הטיפול באתר כולל פיצול הדבק מהדלת, פתיחת הדלת, הסרת הסוללה, ומדידת המתח בין הקטבים שלה באמצעות מד מתח DC. אם המתח עומד בתקנים, יש להחזיר ולהציב מחדש את הסוללה כדי להבטיח מגע טוב; אם המתח נמוך מהערך המצוין, יש להחליף את הסוללה.
5. רישום מהיר (רישום יתר)
מונה חד-פאזי חכם של משתמש הראה עלייה פתאומית בקריאת האנרגיה. בבדיקה באתר באמצעות מכשיר תיווך נמצא שהמונה היה בתוך גבולות השגיאה המותרים. בדיקה מעבדתית לאחר הסרת המונה אישרה שהמונה ענה לתקנים, אך הקריאת לפני התיווך הייתה 4,505.21 קילוואט-שעה והקריאת אחרי התיווך הייתה 4,512.32 קילוואט-שעה - מה שמעיד כי 7.111 קילוואט-שעה נרשמו במהלך הבדיקה, בעוד שתהליך בדיקה טיפוסי של מונה חד-פאזי צרוך רק בערך קילוואט אחד. זה אישר את תקלה של "רישום מהיר".
ניתוח הראה שהמתח המספק ל-CPU היה גבוה באופן משמעותי מה-5V המתוכנן, מה שגרם לפעולות קריאה/כתיבה בלתי תקינות על החיבור I2C. בדיקה נוספת של מעגל החשמל גילתה שה kondנסטור C2 ניזוק. סיבות אפשריות לנזק ב kondנסטור כוללות מתח גבוה זמני מהתנודות ברשת החשמל או מפגעי ברק, והרמוניות גבוהות מסביבות חשמליות מורכבות.
6. ניתוח מקיף
מוניטורי חכם לחשמל הם מכשירים רב-תכליתיים שמקיפים יותר מאשר מדידת אנרגיה בסיסית, כולל אחסון והפקת מידע, מעקב בזמן אמת, שליטה אוטומטית והעברת נתונים. הם עונים לצרכים של מדידת אנרגיה, ניהול שיווק ושירות לקוחות. עם זאת, הפונקציה העיקרית שלהם היא עדיין מדידת אנרגיה מדויקת, שחייבת להיות גם מדויקת וגם יציבה. לכן, בנוסף לשימוש מלא במערכות איסוף אנרגיה כדי לפקח על מצב הפעולה ואירועים חריגים של מונים חכמים, חשוב לנתח את שורשי תקלות המונים ולהטמיע פעולות שיפור פעילותיות.
מבוא לניתוח מקרי תקלות אופרציוניות, הסיבות העיקריות לתקלות במונים מתקבעות כדלקמן:
(1) השפעות סביבתיות, כולל הפרעה אלקטרומגנטיות, הרמוניות, מתח גבוה, פגיעת ברק, פליטת סטטי, טמפרטורה וshi'ar yotzim mikdimat, sa'ar electromagneti gavoah, ve-pulsa'ot elektromagnetikot mifgashim mehira (EFT).
(2) איכות רכיבים לקויה, כולל סוללות, מעבדים, מסכי LCD, רללים, ואריסטורים, kondansatrs, שבבי מדידה, רגולטורים, שבבי שעון, קריסטלים, דיודים אופטיים 485, ומודולי תקשורת נשאים.
(3) תקלות תוכנה, כולל תקלות מערכת, שינויים פתאומיים בהצגת אנרגיה, וטעויות שעון.
(4) בעיות מיומנות, כולל טכניקות הרפייה לא תקניות של יצרני מונים (שגורמות להרפייה קרה או רפויה) והקניה לא נכונה בעת התקנה על ידי חברות חשמל.
כדי להתמודד עם סיבות אלו לתקלות, ניתן לקחת את המהלכים הבאים:
(1) לחזק את בחירת הרכיבים כדי להבטיח שהמוניטורים החכמים יעבדו באופן אמין גם בתנאים סביבתיים קיצוניים.
(2) לחזק בדיקות תוכנה כדי לשפר את יכולת מניעת השגיאות וההתנגדות להפרעות של התוכנה.
(3) לשפר פיקוח על איכות המיומנות, לפקח ולערוך בהצלחה את איכות ההרכבה הפנימית ואת תהליכי ההתקנה באתר.
