智能电能表可靠性预测技术论文_曹曦焱

智能电能表可靠性预测技术论文_曹曦焱

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摘要:随着我国电子信息技术的发展,电能表也在不断地更新升级,智能电能表的可靠性直接关系到整个产品的开发与研究,因此,智能电能表的可靠运行便显得尤为重要。本文就智能电能表可靠性预计技术进行了探讨。

关键词:智能;电能表;可靠性;预测技术

1智能电能表简介

智能电能表是智能电网系统中一个重要组成部分,也是使用电系统走向智能化的重要体现,在整个智能电网建设中占据着至关重要的地位。针对我国用电系统的现状,大规模的智能电网建设是必然趋势,对于智能电能表的研究也是极其必要的。

目前,由于智能用电系统的组成较为复杂,主要是由智能电能表、智能管理系统、用电信息采集设备、智能互感器、智能检定技术、营销管理系统等构成。智能电能表作为其中最主要的部分,承担着原始数据采集、计量和传输的任务,是实现信息集成,分析优化的基础。目前,随着国家电网公司提出智能电网的建设方向后,智能电能表已经开始在全国范围内安装运行。虽然目前智能电能表的技术方面还存在一些隐患,但总体来说还是取得了很好的应用成效。

2智能电能表特点介绍

智能电能表的功能十分多样化,但整体来说就是对用电信息等数据进行记录、统计、分析,然后再对用电系统进行自动化控制。那么根据这些功能,相应的,智能电能表就具有以下特点:准确性高,智能电能表对数据进行监测、统计时,由于排除了人为失误的可能性,使得对数据记录的准确性达到了显著的提高,而且只需要内部微处理器的系统控制,可以对数据进行多次测量,排除了偶然误差,使准确性很高;效率高,由于是机器控制,整个过程中执行指令十分迅速,尤其在面对大量数据时具有明显的优势,使其对大量数据的记录杂而不乱,效率很高;安全性高,由于智能电能表在设计过程中就对其安全方面做了很多研究,比如添加了编程开关、编程密码等,使得安全性得到大大提高。

3智能电能表元器件可靠性研究与管理

元器件使用全过程包括在研制、生产、使用各阶段对电子元器件的选择、采购、检验、信息管理等全过程。其中选择是基础,要提高元器件的使用可靠性,必须对元器件使用的全过程进行控制和管理。

3.1元器件的选用

通过优选元器件,限制选择非标准的和新研制的元器件,压缩选用元器件品种和规格,达到正确选择型号符合元器件的要求,保证设备的质量和可靠性。首先元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足装备的要求;其次优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高的标准元器件;再者应最大限度地压缩元器件的品种规格和生产厂家;最后应对关键元器件用户对生产方的质量鉴定。

3.2选择工作程序

设计人员根据电路的功能和技术参数,从元器件优选目录中正确选择元器件的品种和规格,然后进行降额设计,最后确定元器件的规格;接下来根据可靠性要求和元器件工作的环境条件选择元器件质量等级、环境条件以及优选元器件生产厂,最后对关键重要元器件要经过评审。

3.3元器件采购管理

元器件采购一般应贯彻“保证质量、控制进度、节省经费、尽量集中”的原则,由采购部门统一协调、组织采购工作。采购标准应当根据型号的实际情况由有关部门对元器件技术标准或要求作出具体规定,作为采购元器件的技术依据。进口元器件的采购应选择设在本土的品牌公司作为供应商采购。

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3.4元器件监制与验收

型号承制单位的有关部门组织具备监制资格的人员按规定的标准或协议,到供货单位进行监制。在监制过程中发现严重质量问题或不合格元器件的比例较大时,应停止监制检验工作,并责成元器件生产单位重新检验或拒收有质量问题的批次,进口元器件,若无法获得规定的技术标准,可参照相应的国内标准进行。

3.5元器件信息管理

建立元器件质量信息管理制度,负责电子元器件质量信息收集、统计、整理及保管等各类质量记录,指定有关部门设专人管理。建立使用全过程的质量挡案,提供有价值的信息和科学依据。

4预计结果分析

4.1影响智能电能表可靠性的主要元器件为:集成电路、液晶、电解电容、锂电池、稳压器、锰铜分流器、变压器和压热敏电阻等。进一步对比单个元器件的失效率,可发现液晶的失效率最高、其次为实时时钟芯片和锂电池的失效率。为提高智能电能表可靠性,上述元器件的使用和选取在方案设计时必须着重分析。

4.2在现场应用中,液晶、时钟电池、电解电容、存储器、晶振、表壳、卡槽及卡座等是影响智能电能表寿命的主要元器件。液晶、电池和电解电容是智能电能表中失效率较高、容易出现故障的3类元器件,应作为关键元器件进行研究。此3类元器件在选用时要使用品牌厂商的优质元器件,且在方案设计、应力筛选、可靠性试验验证等各个环节都应当给予重视。

4.3集成电路失效占比较大。一方面是由于手册提供的集成电路失效率较高;另一方面,使用数量较多。经现场调研,集成电路对智能电能表的寿命周期影响较小,经历了半个世纪的发展已具有超长寿命。预计失效率较高是由于预计手册的数据存在一定的滞后性造成的。

4.4智能电能表中应用最多的电阻和电容,由于属于无源器件,物理特性较为稳定,没有时效性,单个失效率较小,在现场较少发生故障。

4.5智能电能表的标准化展望

智能电能表的标准化需要体现用户、设备供应商、通信服务商以及系统集成商等各方对智能电能表一个共同的理解,包括智能电能表的技术要求、解决方案以及试验方法的定义等。正如智能电能表可以理解为传统电能基础上加上具有双向通信技术附加功能的仪表,其标准化工作可以分为传统电能表模块、通信模块以及附加功能模块等三部分。

对于通信模块模块,由于通信技术的不断发展和更新换代,想要对技术本身做出限定是很困难的;同样对于附加功能模块,由于各国智能电能表的具体服务定位各不相同,要想从国际上对智能电能表的附加功能的范围以及具体内容给出一个明确列表和技术要求也是不现实的。但是并不是说智能电能表的标准化工作就无法开展下去,目前国际上更多的是从智能电能表的软硬件构架上提出相应的技术要求和规范性建议,要求构建智能电能表一个开放式的软件和硬件架构,并应满足以下功能和技术条件:智能电能表架构应为可升级的;智能电能表架构应兼容当前主流技术并能够适应未来通信介质;数据通信的双向性;智能电能表架构的通信标准须确保与计量模块交换数据的安全性;允许通信协议创新,支持用户和供应商的先进信息和管理服务;允许完全一体化、模块化以及多组件等多种智能电能表方案。

5结束语

综上所述,智能电能表是一种绿色表计,对智能电能表元器件可靠性进行管理是非常有必要,我们应不断探索用电管理新模式,全面的推动供电企业智能电能表的应用与管理,采取合理的方法与手段,确保智能电能表各环节工作的顺利进行。

参考文献

[1]王涛.浅析建筑钢结构工程施工的质量与控制措施[J].建筑钢结构.2013.

[2]盛文仲.浅谈建筑钢结构工程施工质量控制[J].科技创新与应用.2012.

论文作者:曹曦焱

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/12

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