電能表時鐘超差故障分析及處理

李嬌?朱琪

1.引言

時鐘是電能表中非常關鍵的參數，內部時鐘作為電價控制和系統管理的關鍵時間基準，直接關系到電能表計量功能的正確性。長興公司轄區內共有低壓電表約30萬只，以2016年為例，全年公司范圍內發生電能表時鐘超差6967次，年時鐘超差率達到1.81%，影響了電能計量的準確性和用電信息采集質量，電能表時鐘超差故障處理花費了大量的人力和物力。

2.電能表時鐘超差的主要原因分析

2.1時鐘電池欠壓。

以長興公司為例，誤差在5分鐘以上的電表數占比達到76%，說明時鐘電池欠壓導致的電能表時鐘超差的最主要因素。電能表停電后時鐘停止工作，電能表上電后出現時鐘不準或錯亂的現象。

造成時鐘電池欠壓的主要原因是電池鈍化。在電能表長期運行中，電池不使用，時間長了電池會產生鈍化。如果電能表程序與硬件設計配合不合理，在停電過程中電池工作電流出現瞬間的大電流，由于電池已鈍化，在電能表下電過程中此大電流會將電池電壓拉低，從而出現電池電壓反復振蕩不斷復位將電池容量放光后導致欠壓。

2.2電能表時鐘走時超差。

電能表現場長期運行，每天時鐘誤差積累后導致時鐘不準，如未對現場運行電能表進行定期廣播校時，也會導致時鐘產生較大的偏差。

國網相關技術標準要求：時鐘晶振和溫度補償電路宜與時鐘芯片一體化封裝；如采用分立設計方案，應做好清洗、三防、老化等工藝，以防止溫度、濕度變化對時鐘準確性的影響；不允許使用軟時鐘。在參比溫度及工作電壓范圍內，時鐘準確度不應超過0.5s/d。在工作溫度范圍-25℃～+60℃內，時鐘準確度隨溫度的改變量不應超過0.1s/（d·℃），在該溫度范圍內時鐘準確度不應超過1s/d。如電能表時鐘誤差大于標準規定，每天時鐘有偏差，積累后導致時鐘不準。采用時鐘分立方案的電能表出現這種情況的不多。采用時鐘SOC方案的電能表，由于晶體外置，生產工藝控制在焊接、三防處理不到位的情況下容易引起時鐘誤差偏大。電能表硬件設計布板不合理，如表內電壓走線、變壓器貼近時鐘芯片（或時鐘晶振），在中頻爐負載用戶運行時，時鐘芯片（或時鐘晶振）受到干擾后時鐘誤差偏大。電能表現場長期運行，每天時鐘誤差積累后導致時鐘不準，如未對現場運行電能表進行定期廣播校時，也會導致時鐘產生較大的偏差。

2.3遠程對時造成電能表時鐘超差。

遠程對時過程中由于信道延時等原因造成電能表接收到對時命令滯后，導致電能表時鐘超差。部分終端開啟了對電能表的自動對時功能，當終端本身時鐘超差而對電能表進行了對時操作導致下掛電能表時鐘超差。

2.4現場對時造成電能表時鐘超差。

現場掌機對時、抄表時由于掌機機自身時鐘不準確導致對時后電能表時鐘超差。往往會導致統一區域內多塊電能表時鐘超差，因此在現場對時或抄表前應通過標準時鐘源對掌機時鐘進行校準。

3.電能表時鐘超差的影響

3.1導致分時電價計費錯誤。

分時電價計費是指根據電網的負荷變化情況，將每天24小時劃分為高峰、平段、低谷等多個時段，對各時段分別制定不同的電價水平，以鼓勵用電客戶合理安排用電時間，削峰填谷，提高電力資源的利用效率。同時也提高了供電系統的負荷率，降低供電成本。當分時電能表時鐘超差時，如果“低價高計”將向客戶多收電費，違反供電企業合理和合法、誠信經驗形象；如果“高價低計”會給供電企業造成電費流失，影響供電企業經濟效益。嚴重的還可能引起客戶投訴、媒體曝光等問題。

3.2導致終端采集電量數據失敗或錯誤。

如電能表時鐘滯后于北京時間，當終端采集電能表日凍結電量示值時由于電能表未能凍結到當日凍結電量，導致日凍結數據采集失敗。如電能表時鐘超前北京時間，終端采集到的日凍結電量并非為當日零點示值數據，導致采集到的日凍結數據與實際不符，影響計量準確性。

4.電能表時鐘超差診斷及處理

4.1智能表時鐘超差診斷

電能表時鐘超差首先要通過中繼召測電能表時鐘與北京時間對比確定是否誤報，排除誤報可能后可通過電能表誤差時間、數量、范圍等方面分析電能表時鐘誤差產生的原因。

對于個體性時鐘超差電能表根據誤差時間分析。對于誤差時間較短的電能表一般是由于電能表時鐘誤差大于標準，誤差積累后超過異常生成閥值。對于誤差時間較長的電能表可能是由于時鐘電池失效停電后時鐘停走或錯亂造成，也有可能是由于軟硬件設計缺陷，運行環境干擾等原因造成的電能表時鐘突變。我們可通過召測電能表時鐘電池電壓、近期停電事件等數據分析。

對于同一區域內多塊電能表同時發生電能表時鐘超差重點從遠程、現場對時等方面分析問題。如時鐘超差電能表大都在一個采集設備下則重點檢查該采集設備是否開啟了對電能表的自動對時功能及采集設備自身時鐘的正確性。對于一定區域內多個采集設備下發生批量性電能表時鐘超差是重點核查近期是否通過現場抄表等方式對區域內電能表做過對時操作，檢查用于抄表、對時的掌機時鐘是否正確。如生成時鐘超差的電能表為近期新安裝的，還要通過檢查同批次其他電能表時鐘確認是否安裝前電能表時鐘已超差。

4.2智能表時鐘超差處理

電能表時鐘超差的處理按照遠程對時、現場對時、更換電能表的次序進行。

（1）電能表時鐘優先采用遠程對時方式處理。遠程對時的方式包括加密對時和非加密對時，其中非加密對時方式又分為單表地址對時、廣播地址對時、分段對時三種方式。

遠程對時方式選擇：由于廣播地址命令對該采集設備下的所有相同規約的電能表有效，存在信道原因的延時（特別是載波）可能導致其他電能表時鐘超差的風險。誤差在5分鐘內的電能表優先采用單表地址對時，在單表地址對時不成功的情況下再使用廣播地址對時。誤差在5分鐘以上的非智能表可采用分段對時方式，逐次減小電能表時鐘誤差，直至恢復正常。誤差在5分鐘以上的智能表采用加密對時方式。

除加密對時外，單表對時、廣播地址對時、分段對時，原則上每天只能進行一次對時。對時完成后，重新做一次電能表時鐘召測，判斷時鐘是否恢復正常。遠程對時能否對時成功，一方面取決于電能表的時鐘誤差，另一方面取決于電能表的程序設計。一般時鐘誤差越大，對時成功的可能性越小。

（2）如果遠程對時不成功，或者出于安全考慮未采用遠程對時的時鐘超差電能表進行現場對時。現場對時分為紅外對時和485口對時兩種方式。現場對時當日應通過營銷系統校時下裝功能校準掌機時鐘。現場時鐘誤差在5分鐘以內，可以使用掌機進行紅外或485對時，誤差在5分鐘以上的智能表應采用485對時方式。

（3）遠程對時、現場對時均不成功的電能表按計量故障流程進行更換電能表。

5.總結與展望

做好電能表時鐘超差故障的分析和處理工作，有利于提高電能計量的準確性和用電信息采集率。在實際工作中應總結經驗，一是加強電能表質量監督工作，在電能表檢定、抽檢、樣品比對等環節加強對電能表質量，特別是時鐘電池質量的管控，督促供應商提升產品質量，從源頭上減少時鐘超差發生概率。二是試點主動對時工作，嘗試利用用電信息采集系統開展主動對時試點，由采集設備主動定期對電能表進行對時，避免由于累計誤差導致的時鐘超差。

參考文獻：

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