Analyse van algemene oorzaken van bedrijfsfouten in slimme elektriciteitsmeters
Met de continue ontwikkeling van slimme netwerken worden slimme elektriciteitsmeters steeds breder toegepast, en verschillende soorten bedrijfsfouten in slimme meters komen vaak voor bij energiemeting. Dit artikel analyseert de oorzaken van fouten in slimme meters en stelt overeenkomstige oplossingen voor, met als voorbeelden enkele daadwerkelijke bedrijfsfoutgevallen.
1. Zwart Scherm
Een zwart scherm verwijst naar een gevoede meter zonder weergave, wat de meest voorkomende fout is bij veldwerkende slimme meters. Bij het verwijderen en testen van dergelijke defecte meters wordt ontdekt dat de condensator op positie C2 van het DCDC-subpaneel beschadigd is, de spanningregelaar op het voedingspaneel is doorgebrand of de UN-neutraaldraad is losgeraakt. De oorzaken van deze zwart-schermfout worden als volgt geanalyseerd: momentane overspanningen in het circuit (zoals blikseminslagen of netwerkfluctuaties) of hogere harmonischen die worden gegenereerd door complexe werkomstandigheden kunnen condensatoren beschadigen en spanningregelaars doen doorslaan; onjuiste bediening die niet volgens het productieproces gaat, kan leiden tot slechte soldeer- of neutraaldraden loslaten.
2. Verstrooid Weergave
Verstrooid weergave verwijst naar het verschijnsel waarbij het LCD-scherm van een slimme elektriciteitsmeter mistrook vertoont. Mogelijke oorzaken zijn slecht gesoldeerde LCD-pennen of de meter die buiten is geïnstalleerd en langdurig blootgesteld is aan hoge temperatuurzonnestraling. Bijvoorbeeld, de driefase slimme meter van een bedrijf toonde de totale voorwaartse actieve energie als 702.610,88 kWh, piekperiode-energie als 700.451,96 kWh, piek-tijd-energie als 700.987,42 kWh, standaardtarief-energie als 700.551,59 kWh en dal-energie als 700.619,91 kWh. Onder normale omstandigheden zou de totale voorwaartse actieve energie gelijk moeten zijn aan de som van de piek-, piek-tijd-, standaardtarief- en dal-energieën. Echter, deze vergelijking klopte niet voor deze meter. De laatste acht cijfers van de streepjescode die op het LCD werden weergegeven, waren 75517684, terwijl die op het naamplaatje 05517684 waren.
Dit wijst erop dat het LCD-scherm mistrook had - waarbij het cijfer "0" verkeerd werd weergegeven als "7", waarmee een verstrooide weergavefout bevestigd werd. Toen de meter ter plaatse werd gelezen met een handzame meterlezer, werd de totale voorwaartse actieve energie geregistreerd als 002.610,88 kWh, piekenergie als 000.451,96 kWh, piek-tijd-energie als 000.987,42 kWh, standaardtarief-energie als 000.551,59 kWh en dal-energie als 000.619,91 kWh. De som van de individuele periode-lezingen kwam overeen met het totaal, wat de diagnose van verstrooide weergave verder bevestigde. De primaire oorzaak van deze fout bleek langdurige blootstelling aan hoge temperatuurzonnestraling te zijn door de buitengeïnstalleerde meter.
3. Onmogelijkheid om Energiedata te Lezen
Deze fout verwijst doorgaans naar het verschijnen van het symbool "←" (dat achterwaartse stroom aangeeft) in de linkeronderhoek van het LCD-scherm, met de totale voorwaartse actieve energie die nul aangeeft en de achterwaartse actieve energie een niet-nulwaarde. Onderzoek wees uit dat de hoofdoorzaak incorrecte meterbedrading was, en dat de werkelijke energieverbruik gelijk was aan de achterwaartse actieve energielezing. Na correctie van de bedradingfout herstelde de meter normaal functioneren.
4. Batterij Onder Spanning
Eénfasige en driefasige slimme elektriciteitsmeters zijn uitgerust met interne klokaccu's die de interne klockchip voeden. Driefasige meters hebben ook een accu voor aflezing bij stroomuitval, gelegen achter de programmeringsdeur op het meterpaneel. Wanneer een batterij-onder-spanningsfout optreedt, blijft het alarmlicht van de meter constant branden, en verschijnt er een laagspanningsymbool op het LCD. Ter plaatse behandeling betreft het verwijderen van het zegel van de paneeldeur, openen van de deur, verwijderen van de batterij en meten van de spanning tussen de plus- en minpolen met een gelijkstroomvoltmeter. Als de spanning voldoet aan de specificaties, moet de batterij worden teruggeplaatst en goed contact maken; als de spanning lager is dan de nominale waarde, moet de batterij vervangen worden.
5. Snelle Registratie (Overregistratie)
Een gebruikers éénfasige slimme meter toonde plotseling een stijging in de energielezing. Ter plaatse geteste met een kalibratieapparaat bleek de meter binnen aanvaardbare foutgrenzen te liggen. Laboratoriumtesten na verwijdering bevestigden ook dat de meter aan de normen voldeed, maar de voorafgaande kalibratielezing was 4.505,21 kWh en de postkalibratielezing 4.512,32 kWh - wat aantoont dat tijdens de test 7,111 kWh werd geregistreerd, terwijl een typische éénfasige metertest ongeveer 1 kWh verbruikt. Dit bevestigde de fout van "snelle registratie."
Analyse wees uit dat de CPU-voedingsspanning aanzienlijk hoger was dan de ontworpen 5V, wat leidde tot abnormale lees/schrijfoperaties op de I2C-bus. Nadere inspectie van het voedingsschakeling identificeerde een beschadigde condensator C2. Mogelijke oorzaken van condensatorbeschadiging zijn momentane hoge spanningen door netwerkfluctuaties of blikseminslagen, en hogere harmonischen uit complexe elektrische omgevingen.
6. Algemene Analyse
Slimme elektriciteitsmeters zijn multifunctionele apparaten die zich uitstrekken voorbij basale energiemeting naar informatieopslag en -verwerking, real-time monitoring, automatische besturing en data-interactie. Ze voldoen aan de behoeften van energiemeting, marketingmanagement en klantenservice. Echter, hun primaire functie blijft nauwkeurige energiemeting, die zowel precies als stabiel moet zijn. Daarom is het naast het volledig benutten van energie-opsystemen om de operationele status en afwijkende gebeurtenissen van slimme meters te monitoren, essentieel om de oorzaken van meterfouten te analyseren en proactief verbeteringsmaatregelen te implementeren.
Op basis van de analyse van bedrijfsfoutgevallen, worden de hoofdoorzaken van meterfouten samengevat als volgt:
(1) Milieuinvloeden, inclusief elektromagnetische storingen, harmonischen, hoge spanning, blikseminslagen, elektrostatische ontlading, extreme temperatuur en vochtigheid, hoogfrequente elektromagnetische velden en elektrische snelle transiënte (EFT) pulsen.
(2) Slechte componentenkwaliteit, inclusief accu's, CPU's, LCD-schermen, relais, varistoren, condensatoren, meetchips, spanningregelaars, klockchips, kristallen, 485-optokoppelaars en draaggolfcommunicatiemodules.
(3) Softwarefouten, inclusief systeemcrashes, plotselinge veranderingen in energieweergave en klockfouten.
(4) Werkmanieren, inclusief ondermaats soldeertechnieken door meterfabrikanten (die leiden tot koude of losse soldeerverbindingen) en onjuiste bedrading bij installatie door energieleveranciers.
Om deze foutoorzaken aan te pakken, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
(1) Componentenselectie versterken om ervoor te zorgen dat slimme meters betrouwbaar functioneren, zelfs onder extreme milieumomstandigheden.
(2) Softwaretesten versterken om de foutpreventie- en anti-stoorvermogens van de software te verbeteren.
(3) Kwaliteitstoetsing van werkmanieren verbeteren, effectief controleren en evalueren van zowel interne assemblagekwaliteit als plaatselijke installatiepraktijken.
