Analisis Penyebab Umum Kegagalan Operasional pada Meter Listrik Pintar

Dengan perkembangan terus menerus dari jaringan pintar, meter listrik pintar semakin banyak digunakan, dan berbagai jenis kesalahan operasional pada meter pintar sering ditemui dalam pekerjaan pengukuran energi. Artikel ini menganalisis penyebab kegagalan meter pintar dan mengusulkan solusi yang sesuai, menggunakan beberapa kasus kesalahan operasional aktual sebagai contoh.

1. Layar Hitam
Layar hitam merujuk pada meter yang mendapat daya namun tidak menampilkan apapun, yang merupakan kesalahan paling umum yang terjadi pada meter pintar yang beroperasi di lapangan. Setelah melepas dan menguji meter yang rusak tersebut, ditemukan bahwa kapasitor pada posisi C2 di sub-board DCDC rusak, chip regulator tegangan pada board sumber daya meledak, atau kabel netral UN lepas. Penyebab kesalahan layar hitam ini dianalisis sebagai berikut: tegangan overvoltage sementara pada sirkuit (seperti sambaran petir atau fluktuasi jaringan listrik) atau harmonisa tingkat tinggi yang dihasilkan oleh lingkungan operasional yang kompleks dapat merusak kapasitor dan meledakkan chip regulator tegangan; operasi yang tidak tepat tanpa mengikuti proses manufaktur dapat menyebabkan penyolderan buruk atau lepasnya kabel netral.

2. Tampilan Acak
Tampilan acak merujuk pada fenomena di mana layar LCD dari meter listrik pintar menunjukkan garis yang hilang. Penyebab yang mungkin termasuk penyolderan buruk pada pin LCD atau meter dipasang di luar ruangan dan terkena radiasi matahari suhu tinggi selama waktu yang lama. Misalnya, meter tiga fasa pintar dari sebuah perusahaan menampilkan total energi aktif maju sebagai 702,610.88 kWh, energi puncak sebagai 700,451.96 kWh, energi puncak waktu sebagai 700,987.42 kWh, energi tarif rata-rata sebagai 700,551.59 kWh, dan energi lembah sebagai 700,619.91 kWh. Dalam kondisi normal, total energi aktif maju seharusnya sama dengan jumlah energi puncak, puncak waktu, tarif rata-rata, dan lembah. Namun, persamaan ini tidak berlaku untuk meter tersebut. Delapan digit terakhir barcode yang ditampilkan pada LCD adalah 75517684, sementara pada plat nama adalah 05517684.

Ini menunjukkan bahwa tampilan LCD memiliki garis yang hilang—di mana angka "0" ditampilkan secara salah sebagai "7", mengkonfirmasi adanya kesalahan tampilan acak. Ketika meter dibaca di tempat menggunakan pembaca meter tangan, total energi aktif maju dicatat sebagai 002,610.88 kWh, energi puncak sebagai 000,451.96 kWh, energi puncak waktu sebagai 000,987.42 kWh, energi tarif rata-rata sebagai 000,551.59 kWh, dan energi lembah sebagai 000,619.91 kWh. Jumlah bacaan periode individu cocok dengan total, mengkonfirmasi diagnosis tampilan acak. Penyebab utama dari kesalahan ini ditentukan sebagai paparan radiasi matahari suhu tinggi yang lama karena meter dipasang di luar ruangan.

3. Tidak Dapat Membaca Data Energi
Kesalahan ini biasanya merujuk pada munculnya simbol "←" (menandakan aliran daya balik) di pojok kiri bawah layar LCD, dengan total energi aktif maju yang dibaca sebagai nol dan energi aktif balik menunjukkan nilai non-nol. Investigasi menunjukkan bahwa penyebab utamanya adalah kabel meter yang salah, dan konsumsi energi sebenarnya sama dengan bacaan energi aktif balik. Setelah memperbaiki kesalahan kabel, meter kembali beroperasi normal.

4. Tegangan Baterai Rendah
Meter listrik pintar satu fasa dan tiga fasa dilengkapi dengan baterai jam internal yang memberikan daya pada chip jam internal. Meter tiga fasa juga memiliki baterai untuk membaca meter saat mati, yang terletak di belakang pintu pemrograman pada panel meter. Ketika terjadi kesalahan tegangan baterai rendah, lampu alarm meter tetap menyala, dan simbol daya rendah muncul di LCD. Penanganan di tempat melibatkan melepas segel dari pintu panel, membuka pintu, mengeluarkan baterai, dan mengukur tegangan antara terminal positif dan negatifnya menggunakan voltmeter DC. Jika tegangan sesuai spesifikasi, baterai harus dipasang kembali dan diposisikan ulang untuk memastikan kontak yang baik; jika tegangan di bawah nilai nominal, baterai harus diganti.

5. Pencatatan Cepat (Over-registering)
Meter listrik pintar satu fasa milik pengguna menunjukkan peningkatan tiba-tiba dalam bacaan energi. Pengujian di tempat dengan instrumen kalibrasi menunjukkan meter masih dalam batas toleransi kesalahan. Pengujian laboratorium setelah dilepas juga mengkonfirmasi bahwa meter memenuhi standar, tetapi bacaan pra-kalibrasi adalah 4,505.21 kWh dan bacaan pasca-kalibrasi adalah 4,512.32 kWh—menunjukkan 7.111 kWh direkam selama uji coba, sementara uji coba meter satu fasa biasanya hanya mengonsumsi sekitar 1 kWh. Ini mengkonfirmasi kesalahan "pencatatan cepat."
Analisis menunjukkan bahwa tegangan pasokan CPU jauh lebih tinggi dari yang dirancang 5V, menyebabkan operasi baca/tulis yang abnormal pada bus I2C. Inspeksi lebih lanjut pada sirkuit pasokan daya mengidentifikasi kapasitor C2 yang rusak. Penyebab kemungkinan kerusakan kapasitor termasuk tegangan tinggi sementara dari fluktuasi jaringan atau sambaran petir, dan harmonisa tingkat tinggi dari lingkungan listrik yang kompleks.

6. Analisis Komprehensif
Meter listrik pintar adalah perangkat multifungsi yang melampaui pengukuran energi dasar untuk mencakup penyimpanan dan pemrosesan informasi, pemantauan real-time, kontrol otomatis, dan interaksi data. Mereka memenuhi kebutuhan pengukuran energi, manajemen pemasaran, dan layanan pelanggan. Namun, fungsi utamanya tetap pengukuran energi yang akurat, yang harus presisi dan stabil. Oleh karena itu, selain memanfaatkan sistem pengambilan energi secara maksimal untuk memonitor status operasional dan peristiwa abnormal pada meter pintar, penting untuk menganalisis penyebab akar dari kegagalan meter dan secara aktif menerapkan langkah-langkah perbaikan.

Berdasarkan analisis kasus kesalahan operasional, penyebab utama kegagalan meter diringkas sebagai berikut:

(1) Pengaruh lingkungan, termasuk gangguan elektromagnetik, harmonisa, tegangan tinggi, sambaran petir, pelepasan statis, suhu dan kelembaban berlebih, medan elektromagnetik frekuensi tinggi, dan pulsa transien listrik cepat (EFT).

(2) Kualitas komponen yang buruk, termasuk baterai, CPU, layar LCD, relai, varistor, kapasitor, chip pengukuran, regulator tegangan, chip jam, kristal, dioda optokopler 485, dan modul komunikasi carrier.

(3) Kesalahan perangkat lunak, termasuk crash sistem, perubahan tiba-tiba dalam tampilan energi, dan kesalahan jam.

(4) Masalah kerajinan, termasuk teknik penyolderan yang tidak memadai oleh produsen meter (yang menyebabkan solder dingin atau longgar) dan kabel yang dipasang dengan tidak benar selama instalasi oleh perusahaan penyedia listrik.

Untuk mengatasi penyebab-penyebab kegagalan ini, langkah-langkah berikut dapat diambil:

(1) Memperkuat pemilihan komponen untuk memastikan meter pintar beroperasi secara andal bahkan dalam kondisi lingkungan ekstrem.

(2) Meningkatkan pengujian perangkat lunak untuk meningkatkan kemampuan pencegahan kesalahan dan anti-gangguan perangkat lunak.

(3) Meningkatkan pengawasan kualitas kerajinan, secara efektif memantau dan mengevaluasi kualitas perakitan internal serta praktik instalasi di lapangan.