स्मार्ट बिजली मीटरों में सामान्य संचालन दोष कारणों का विश्लेषण

स्मार्ट ग्रिड के लगातार विकास के साथ, स्मार्ट बिजली मीटरों का उपयोग दृढ़ता से बढ़ रहा है, और ऊर्जा मापन कार्य में स्मार्ट मीटरों में विभिन्न प्रकार की संचालन दोष आम तौर पर मिलती जाती हैं। इस लेख में स्मार्ट मीटर दोषों के कारणों का विश्लेषण किया गया है और इनके लिए संबद्ध समाधान प्रस्तावित किए गए हैं, जिनमें कई वास्तविक संचालन दोष केस उदाहरण के रूप में उपयोग किए गए हैं।

1. काला स्क्रीन
काला स्क्रीन एक ऐसी स्थिति का संकेत देता है जहाँ एक चालू मीटर पर कोई दिखावा नहीं होता, यह फील्ड-संचालित स्मार्ट मीटरों में सबसे आम दोष है। इन दोषपूर्ण मीटरों को हटाकर टेस्ट करने पर पाया गया कि DCDC उप-बोर्ड पर स्थित C2 के कैपेसिटर क्षतिग्रस्त हो गए हैं, पावर सप्लाई बोर्ड पर वोल्टेज रेगुलेटर चिप फट गई है, या UN न्यूट्रल वायर छूट गया है। इस काला स्क्रीन दोष के कारणों का विश्लेषण इस प्रकार किया गया है: सर्किट पर तात्कालिक ओवरवोल्टेज (जैसे बिजली की चाप या पावर ग्रिड झटके) या जटिल संचालन पर्यावरण से उत्पन्न उच्च-क्रम अनुरूप या विकृतियाँ कैपेसिटरों को क्षतिग्रस्त कर सकती हैं और वोल्टेज रेगुलेटर चिप को फटा सकती हैं; विनिर्माण प्रक्रिया का अनुसरण न करना गर्म या न्यूट्रल वायर छूटने का कारण बन सकता है।

2. गड़बड़ दिखावा
गड़बड़ दिखावा एक ऐसी स्थिति का संकेत देता है जहाँ स्मार्ट बिजली मीटर के LCD स्क्रीन पर लाइनों का अभाव होता है। संभावित कारण शामिल हैं: LCD पिनों पर गर्म या मीटर को बाहर लगाना और लंबे समय तक उच्च-तापमान वाली सौर विकिरण से प्रतिक्रिया देना। उदाहरण के लिए, एक कंपनी के तीन-फेज स्मार्ट मीटर ने कुल फोरवर्ड एक्टिव ऊर्जा 702,610.88 kWh, पीक पीरियड ऊर्जा 700,451.96 kWh, पीक-टाइम ऊर्जा 700,987.42 kWh, फ्लैट-रेट ऊर्जा 700,551.59 kWh, और ऑफ-पीक ऊर्जा 700,619.91 kWh दिखाई दी। सामान्य परिस्थितियों में, कुल फोरवर्ड एक्टिव ऊर्जा का मूल्य पीक, पीक-टाइम, फ्लैट-रेट, और ऑफ-पीक ऊर्जा के योग के बराबर होना चाहिए। हालाँकि, इस मीटर के लिए यह समीकरण सत्य नहीं था। LCD पर दिखाई देने वाले बारकोड के अंतिम आठ अंक 75517684 थे, जबकि नेमप्लेट पर वे 05517684 थे।

यह दर्शाता है कि LCD दिखावा में लाइनों का अभाव था - जहाँ "0" गलत तरीके से "7" के रूप में दिखाई दिया, जिससे गड़बड़ दिखावा दोष की पुष्टि हुई। जब मीटर को हैंडहेल्ड मीटर रीडर का उपयोग करके ऑन-साइट पढ़ा गया, तो कुल फोरवर्ड एक्टिव ऊर्जा 002,610.88 kWh, पीक ऊर्जा 000,451.96 kWh, पीक-टाइम ऊर्जा 000,987.42 kWh, फ्लैट-रेट ऊर्जा 000,551.59 kWh, और ऑफ-पीक ऊर्जा 000,619.91 kWh दिखाई दी। व्यक्तिगत पीरियड रीडिंग्स का योग कुल के बराबर था, जो गड़बड़ दिखावा निदान की और भी पुष्टि करता है। इस दोष का प्राथमिक कारण बाहरी लगाने से लंबे समय तक उच्च-तापमान वाली सौर विकिरण के प्रति प्रतिक्रिया देना था।

3. ऊर्जा डेटा पढ़ने में असमर्थता
यह दोष आमतौर पर LCD स्क्रीन के निचले-बाएं कोने में "←" संकेत (रिवर्स पावर फ्लो का संकेत) के दिखावे, कुल फोरवर्ड एक्टिव ऊर्जा रीडिंग शून्य, और रिवर्स एक्टिव ऊर्जा गैर-शून्य मान दिखाने का संकेत देता है। जांच से पता चला कि मुख्य कारण गलत मीटर वायरिंग थी, और वास्तविक ऊर्जा उपभोग रिवर्स एक्टिव ऊर्जा रीडिंग के बराबर थी। वायरिंग त्रुटि को सुधारने के बाद, मीटर ने सामान्य संचालन शुरू किया।

4. बैटरी अंडर-वोल्टेज
सिंगल-फेज और तीन-फेज स्मार्ट बिजली मीटरों में आंतरिक क्लॉक बैटरी होती है जो आंतरिक क्लॉक चिप को पावर देती है। तीन-फेज मीटरों में बंद पावर रीडिंग के लिए एक बैटरी भी होती है, जो मीटर पैनल पर प्रोग्रामिंग द्वार के पीछे स्थित होती है। जब बैटरी अंडर-वोल्टेज दोष होता है, तो मीटर का अलार्म लाइट लगातार जलता रहता है, और LCD पर एक निम्न-शक्ति संकेत दिखाई देता है। ऑन-साइट हैंडलिंग में पैनल द्वार से सील हटाना, द्वार खोलना, बैटरी निकालना, और डीसी वोल्टमीटर का उपयोग करके इसके सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनल के बीच वोल्टेज मापना शामिल है। यदि वोल्टेज निर्देशित मानों के अनुसार है, तो बैटरी को फिर से लगाना और सुनिश्चित करना चाहिए कि यह अच्छी तरह से संपर्क में है; यदि वोल्टेज निर्धारित मूल्य से कम है, तो बैटरी को बदलना चाहिए।

5. तेज रजिस्टरिंग (ओवर-रजिस्टरिंग)
एक उपयोगकर्ता के सिंगल-फेज स्मार्ट मीटर में ऊर्जा रीडिंग में अचानक वृद्धि हुई। ऑन-साइट टेस्टिंग एक कैलिब्रेशन इंस्ट्रूमेंट के साथ दिखाता है कि मीटर ग्राह्य त्रुटि सीमाओं के भीतर है। निकालने के बाद प्रयोगशाला टेस्टिंग भी मीटर के मानकों की पुष्टि करती है, लेकिन पूर्व-कैलिब्रेशन रीडिंग 4,505.21 kWh और पोस्ट-कैलिब्रेशन रीडिंग 4,512.32 kWh थी - जो इंगित करता है कि टेस्ट के दौरान 7.111 kWh रिकॉर्ड किया गया, जबकि एक टिपिकल सिंगल-फेज मीटर टेस्ट लगभग 1 kWh का उपभोग करता है। यह "तेज रजिस्टरिंग" दोष की पुष्टि करता है।
विश्लेषण से पता चला कि CPU की पावर वोल्टेज डिजाइन की 5V से बहुत अधिक थी, जिससे I2C बस पर असामान्य रीड/व्राइट संचालन हुआ। पावर सप्लाई सर्किट की आगे की जांच में एक क्षतिग्रस्त कैपेसिटर C2 पाया गया। कैपेसिटर क्षति के संभावित कारण शामिल हैं: ग्रिड झटकों या बिजली की चाप से तात्कालिक उच्च वोल्टेज, और जटिल विद्युत पर्यावरण से उत्पन्न उच्च-क्रम अनुरूप या विकृतियाँ।

6. व्यापक विश्लेषण
स्मार्ट बिजली मीटर बहुफलकीय उपकरण हैं जो बुनियादी ऊर्जा मापन से आगे जाकर जानकारी के संग्रह और प्रोसेसिंग, वास्तविक समय में निगरानी, स्वचालित नियंत्रण, और डेटा इंटरैक्शन तक फैले हुए हैं। वे ऊर्जा मापन, मार्केटिंग प्रबंधन, और ग्राहक सेवा की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। हालाँकि, उनका प्राथमिक कार्य अभी भी सटीक ऊर्जा मापन ही है, जो सटीक और स्थिर होना चाहिए। इसलिए, स्मार्ट मीटरों के संचालन स्थिति और असामान्य घटनाओं की निगरानी के लिए ऊर्जा अधिग्रहण प्रणालियों का पूरी तरह से उपयोग करने के अलावा, मीटर दोषों के मूल कारणों का विश्लेषण करना और सक्रिय रूप से सुधार उपाय लागू करना आवश्यक है।

संचालन दोष केसों के विश्लेषण के आधार पर, मीटर दोषों के मुख्य कारणों का सारांश इस प्रकार निकाला गया है:

(1) पर्यावरणीय प्रभाव, जिसमें शामिल हैं: विद्युत-चुंबकीय हस्तक्षेप, अनुरूप, उच्च वोल्टेज, बिजली की चाप, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज, अत्यधिक तापमान और आर्द्रता, उच्च-आवृत्ति विद्युत-चुंबकीय क्षेत्र, और इलेक्ट्रिकल फास्ट ट्रांसिएंट (EFT) पल्स।

(2) गरीब गुणवत्ता वाले घटक, जिनमें शामिल हैं: बैटरी, CPU, LCD स्क्रीन, रिले, वैरिस्टर, कैपेसिटर, मीटिंग चिप, वोल्टेज रेगुलेटर, क्लॉक चिप, क्रिस्टल, 485 ऑप्टोकूपलर डायोड, और कैरियर कम्युनिकेशन मॉड्यूल।

(3) सॉफ्टवेयर दोष, जिनमें शामिल हैं: सिस्टम क्रैश, ऊर्जा दिखावा में अचानक परिवर्तन, और क्लॉक त्रुटियाँ।

(4) कार्यक्रम की समस्याएं, जिनमें शामिल हैं: मीटर निर्माताओं द्वारा गरीब वेल्डिंग तकनीक (जो ठंडी या ढीली वेल्ड जोड़ का कारण बनती है) और बिजली वितरण कंपनियों द्वारा इंस्टॉलेशन के दौरान गलत वायरिंग।

इन दोष कारणों को दूर करने के लिए, निम्नलिखित उपाय लिए जा सकते हैं:

(1) घटक चयन को मजबूत करना ताकि स्मार्ट मीटर अत्यधिक पर्यावरणीय स्थितियों में भी विश्वसनीय रूप से संचालित हो सकें।

(2) सॉफ्टवेयर टेस्टिंग को मजबूत करना ताकि सॉफ्टवेयर की त्रुटि रोकथाम और अव्यवस्थितता-प्रतिरोधी क्षमता में सुधार हो सके।

(3) कार्यक्रम की गुणवत्ता निगरानी को मजबूत करना, ताकि आंतरिक असेंबली गुणवत्ता और ऑन-साइट इंस्टॉलेशन प्रथाओं की प्रभावी निगरानी और मूल्यांकन हो सके।