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【關鍵詞】電子式 電能表 防竊電
隨著科學技術的發展，電子式電能表逐漸替代了感應式機械電能表，而電子式電能表的竊電手段更加隱蔽，給查處帶來了很大的難度。供電企業一方面要加強管理，加大宣傳力度，完善相關法律法規，還要在技術上堵塞漏洞。
下面就竊電現象形成的特點和對策作簡要分析。
一、竊電行為的類型
竊電行為的種類很多，主要有以下幾種類型：由于表殼或電表箱的原因導致竊電者有機可乘而發生的竊電行為；磁場干擾的竊電行為；增加額外的導線、旁路部分電流的竊電行為；移動或移除電能表接線的竊電行為；增加額外的器件，如二極管、電容、電阻及其組合，改變電壓回路的波形、相位，降低電壓回路電壓的竊電行為。
二、常規電子式電能表在防竊電方面的缺陷
在傳統的電子式電能表設計中，由于以下幾種原因，導致它們不能較完善的檢測或處理竊電行為。僅使用進線端的電壓和火線的進出端所流經的電流作為電能計量的依據；大多數沒有使用很可靠的鉛封；一些竊電方式很容易操作，但是很難檢測，對于即使是非常簡單的竊電行為也無能為力。
三、電子式電能表的防竊電功能研究
（一）表殼和電表箱的防竊電技術。表殼是對付竊電的第一道防線。這就要求電力系統的管理人員加強自身管理的同時，也要對使用的電能表提出要求：采用聚碳酸酯的表殼或者金屬的表殼，電表有出廠鉛封，把電能表表殼通過焊接膠合，要打開電表就必須損壞它，以此來對抗竊電行為。使用特制的電表箱也能抑制一些竊電行為的發生。如鉛封電表箱，盡量減小導線周圍的間隙，增加旁路電流、反接電能表等竊電行為的難度。如果必要，還可以在電表箱內添加檢測設備，以檢測竊電者對電表箱箱門的非法打開。
（二）防磁場干擾竊電。永久磁場和電磁場都會影響電表的正常計量。竊電者在電表附近放置強磁磁鐵或大線圈都能干擾電表的正確計量，達到竊電的目的。強磁磁鐵還能使電源變換的變壓器鐵心飽和，導致電能表的工作直流電壓降低或者消失。強磁磁鐵靠近表殼將減小功率的測量值，甚至能將功率減小到0。由于磁鐵的影響范圍比較小，所以電流互感器在表殼內的位置對抵御磁鐵的干擾是相當有幫助的。大線圈產生的電磁場會影響電能表中大多數的元器件，例如，錳銅電阻、電流互感器、核心的電子器件等。為防止磁場干擾，電能表內部元器件的位置及其安裝位置是非常重要的。應把易受磁場影響的敏感器件盡量放置在貼近電能表背面的地方，因為通常竊電者很難從電能表背后干預電表的正確計量；應保持易受磁場影響的敏感器件遠離電能表的頂部和兩邊，因為頂部和兩邊是容易粘附磁鐵的地方。
磁屏蔽是一種非常有效的防止磁場干擾的做法，首先我們可以使用金屬外殼的電流互感器，屏蔽磁場對它的影響。其次我們可以在表殼內襯薄層金屬，以屏蔽整個電能表模塊。但是這種做法將增大原材料、生產及安裝的成本。
（三）防電流不平衡竊電。正常的電流不平衡體現為接地現象的存在，竊電時的電流不平衡包括任何的火線和零線的測量所得到的負載電流不相等的情況，這是由于竊電者旁路部分電流，導致電表的測量值小于真實值。竊電者可能用簡單的短接進出電表的接線端，這種竊電行為比較容易實施。竊電者可以在幾秒內移除短路線，所以很難查處這種竊電。要檢測電流的不平衡就不可避免增加電表的成本，必須要額外增加一個電流傳感器，以實現零線的電流檢測；由于隔離原因，可以在第一路的電流通道上選用低成本的錳銅電阻，但是另一路就必須使用成本相對較高的電流互感器。對于單相表，可以同時測量火線和零線的電流來檢測電流是否不平衡。此外，還要求電能表的計量芯片具有兩個獨立的ADC來進行兩個電流通道（火線、零線）和一個電壓通道的采樣，并自動比較兩個電流通道的電流大小，實現電流不平衡時的檢測和防竊電測量。
（四）防電流反向竊電。調換進出線或者利用變壓器施加低壓反向大電流是竊電者經常采取的竊電行為。竊電者企圖讓電表負計量，使汁量值向后退，這種竊電行為比接地或旁路電流的竊電行為更具侵害性。電流反接時的防竊電，要求計量模塊有自動檢測電流反向功能，不需要任何的輔助元器件就能實現電流反向的檢測。同時，可以給電能計量模塊預置電流反向時的處理方式，如電流反向時取功率或電能的絕對值為測量值等等。
（五）防移除電壓竊電。移除電壓表現為移除電表接線中的一路，通常竊電者移除零線，使得電表沒有電網電壓的進入，導致電表不能正常計量或不能工作。對付這種竊電行為，可用一個低成本的電流互感器CT，從其余的連接電表導線中流經的電流上竊取很小的電能給電能表供電，使電能表實現防竊電測量。由于受到電能表成本、電能表表殼的尺寸以及電子元器件能夠承受的最大電流等諸多因素的影響，選擇從電流上竊電的CT是受限制的，因此能從電流上竊電給電能表供電的電能也受限制。當負載電流大于1A-2A時應能實現電能表的防竊電測量，而當負載電流很小時，能從電流上竊取的電能將不能勝任電能表供電，因此，需要采用低功耗計量芯片。
四、結束語
通過改進電子式電能表的設計，可方便地實現防竊電功能，有效地防范竊電現象的發生。雖然防竊電電能表價格相對偏高，但相對于竊電造成的損失還是很小的。如今，筆者所在的望都縣供電公司已經為大用戶（專變用戶）全部實現了網絡遠程抄表，監控中心隨時可以通過網絡對大用戶的電流、電壓、用電量、功率因數、停送電、開關電能表箱等情況進行遠程監控，有效的從各個途徑遏制了竊電。
參考文獻：
[1]李衛東：《淺議集中式電能表的設計思想》。北京：2001.5。
關鍵詞：電子式電能表 電能計量
1 概述
現代企業管理強調自動化、智能化，要求以高新技術手段確保經濟杠桿調配電能的使用，以求更高的供用電效率，這便對電能計量儀器儀表提出了多功能化的要求，希望它不僅能計量電能，而且也能應用于管理。作為測量電能的專用儀表自誕生至今已有一百多年的歷史，最早出現且至今仍在普遍采用的感應式電能表雖然結構簡單、可靠性高且價格便宜，但其功能單一，測量準確度較低，已不能適應電力企業供用電管理現代化飛速發展的需求，正逐步被電子式電能表所替代。
2 電子式電能表的特點
電子式電能表采用電子技術，將單相或三相交流功率轉換為脈沖量或數字量，運用計算機技術實現各種運算與數據處理以及擴展功能。與傳統的感應式電能表相比，具有很大優勢，電子式電能表的特點是高技術、高工藝、高效益，它使電能表從傳統的勞動密集型變為技術密集型。
現將其主要特點分析如下：
2.1 測量精度高
電子式電能表是在數字式功率表的基礎上發展起來的，它采用電子乘法器實現對電功率的測量，使其在很寬的電壓、電流范圍內實現1.0級及以上高精度的電能測量。與普通感應式電能表相比，其測量精度高主要表現在以下三點：
2.1.1 測量誤差小
1.0級電子式電能表誤差很容易控制在±0.5%以內、0.5級表在±0.2%以內、0.2級表可達到±0.1%以內，而感應式電能表由于存在磨擦力矩等因數的影響，誤差較大，達到0.5級已很不易，若要進一步提高就顯得十分困難。
2.1.2 誤差曲線平直
電子式電能表從負載下限到最大負載，誤差數據基本不變，在整個負荷范圍內曲線保持平直，表計誤差易于調整。而對于感應式電能表，由于受其工作原理和制造工藝所限，在最小負載和最大負載情況下測試，其誤差數據各有不同，在整個負荷范圍內誤差曲線不平直，表計誤差的調整比較困難。
2.1.3 誤差性能穩定
電子式電能表每年的校驗數據變化較小，而感應式電能表由于存在機械磨損等因素，必須定期進行誤差調整校驗，這對于大用戶表計可以這樣處理，而對于小用戶及居民用戶，則很難實現。
2.2 本身功耗低
電子式電能表接入PT二次回路后，電壓二次回路的輸入電流僅為10mA左右，感應式表則有70-100mA，而且一只電子式電能表可同時實現有功、無功及最大需量測量，即至少取代三只感應表，可適當減小PT二次回路壓降，這對于提高電能計量精度、減小電量損失作用較大。
2.3 操作簡便，可實現遠方測量
2.3.1 受安裝位置影響較小
感應式電能表由于受原理的限制，對其安裝位置尤其是懸掛垂直角度要求很高，否則會影響精度及壽命。而對于電子式電能表，由于采用電子技術，其精度取決于采樣及運算的準確度，受安裝位置的影響較小。
2.3.2 便于實驗室與現場校驗
電子式電能表的電能脈沖有LED閃爍、直接輸出、繼電器或光電耦合輸出方式，可方便地與校驗設備連接，便于實驗室與現場校驗。
2.3.3 抄表方便，可實現遠程測量
電子式電能表以LCD屏顯示時間、表號、電量數據及監測信息，所有的電量數據都配以相應的代碼自動循環顯示，這使得抄表人員一目了然，也可以通過紅外抄表器或掌上電腦抄表。此外，電子式電能表配有脈沖輸出端子及數據通信接口，很容易實現電量數據的采集與傳送，以實現遠程自動抄表。
2.4 引入單片機后，可實現功能擴展
2.4.1 計量功能及復費率
電子式電能表利用單片機處理與控制技術，可方便地實現正、反向有功，感、容性無功或四象限無功的累計和多月電量的存儲，并依據內部時鐘分時計量，從而實現時段/費率功能。同時，又具有最大需量計算功能，并很方便地改變需量積分周期和滑差時間。因而一只電子式多功能電能表，可以取代正、反向有功、無功電能表及需量表。
2.4.2 輔助測量功能
電子式多功能電能表可以測量電壓、電流、功率、功率因數等參數，以利于值班人員監測運行狀態；表計本身還可以根據這些參數，記錄用戶負荷曲線。
2.4.3 故障記錄及判斷功能
電子式多功能電能表主要有失壓次數及失壓累計時間記錄、接線方式判別、編程時間及次數記錄、異常情況報警等功能。這些功能對于防止非法操作、判別竊電、追補損失電量有很大幫助。如人為斷相，則LCD屏有缺相指示，失壓記錄中記載失壓時刻，失壓相別及失壓累計時間等數據，可以很清楚地掌握表計運行狀態。
3 電子式電能表應用中的相關問題
電子式電能表是電子技術與計算機技術相結合的產物，隨著科技發展與電能計量管理的逐步現代化，取代傳統的感應式電能表已是必然趨勢。在逐步推廣過程中，必然會不斷改進與完善，下面提出一些應用中的相關問題，供業內同行參考：
3.1 可靠性問題
大規模專用集成電路的應用，使得電子式電能表結構大為簡化，可靠性有了較大提高，但一些關鍵器件如大屏幕LCD，無論對于國產表還是進口表，仍有些問題存在。比如：剛察縣海塔爾煤礦地處海拔3800米左右，常年平均氣溫在零下1℃～3℃之間，最低可達零下28℃，這將會使無保暖設施的計量裝置不能可靠運行，特別是電子式電能表的LCD液晶屏常常無法正常顯示，影響電能的準確計量。還有抗干擾能力與抗過電壓能力，對于高壓表計，由于PT的隔離作用與電壓波動小而問題不大，但對于低壓表，由于電壓回路直接接入電網，則存在電網浪涌沖擊或其它干擾信號與電網電壓長時間偏高而造成電子式電能表損壞的情況。
3.2 電流互感器的選取問題
典型的電子式電能表電壓回路功耗小于5VA，電流回路功耗小于1VA，若再采用計量專用二次回路，電流互感器幾乎接近空載運行，不符合規程要求的電流互感器二次負載應在25%～100%額定負荷范圍內運行的要求。在這種情況下，CT誤差為正，且可能會超出允許值，這是應該重視的問題。以往CT的選限，是依據感應式電能表的負載特性而定的，采用電子式電能表后，應作一些相應的規定。
3.3 表內信息代碼統一化問題
目前進口表，已根據要求采用了統一的顯示代碼，對于國產表，在難以完全統一的情況下，對于抄表所需的數據，代碼也要求與進口表一致。這樣，無論對于人工抄表還是自動抄表，實現了統一化，簡單化。
3.4 手持抄表器，通訊光電頭的統一問題
目前，無論是進口表還是國產表，都配有自己的抄表器和通訊光電頭，這樣對于現場工作人員來說，需要多種型號齊備，配套使用，累贅而又麻煩。建議采用統一的標準輔助設備，不同廠家配件均能通用，這在技術上是容易實現的。
3.5 不可盲目要求多功能
電子式電能表采用計算機技術，可擴展多種功能。有的制造商被盲目要求做多種費率、多種時區、多種時段、多月存貯電量及負荷曲線等其它輔助功能。這不僅不符合我國的實際情況，而且功能的增多反而會影響電子式電能表的可靠性。應該認識到這只是一只電能表，除要求必需的電量數據外，輔以相應的運行監測所需的時間、電池狀態、接線狀態、電表編號、失壓記錄、脈沖輸出及數據通訊接口就可以了。這樣既可以保證電能表運行的可靠性和應用的簡潔性，又降低了成本。
3.6 人員培訓問題
目前從事電能計量工作的人員，以往學習較多的是感應式電能表的原理與調校。電子式電能表由于技術上完全采用電子技術與計算機技術，對電能計量人員更多的要求則是測試、運行狀態判別、一般故障處理、脈沖輸出與通訊接口的熟悉。這就要求老人員要利用已掌握的電能計量基礎，加強電子技術與計算機技術基礎方面的學習，逐步掌握電子式電能表的原理、應用及維護。同時，上級主管部門應加強這一方面的培訓，以利于電子式電能表的正常運行與推廣。對于新人員，應考慮引進具有一定電子技術專業基礎的畢業生，以利于熟悉與掌握電子式電能表的技術和運用管理。
4 結束語
供用電管理系統的逐步自動化與現代化，向作為管理基礎的電能計量儀器儀表不斷提出新的更高的技術要求，依托于計算機、微電子技術的日新月異而迅速發展的現代電子式電能表技術，也必將在更廣泛地應用過程中，推動并加快用電管理系統的自動化與現代化進程。
【參考文獻】
[關鍵詞]：電子式 電能表 防竊電
隨著科學技術的發展，電子式電能表逐漸替代了感應式機械電能表，而電子式電能表的竊電手段更加隱蔽，給查處帶來了很大的難度。供電企業一方面要加強管理，加大宣傳力度，完善相關法律法規，還要在技術上堵塞漏洞。
下面就竊電現象形成的特點和對策作簡要分析。
1 竊電行為的類型
竊電行為的種類很多，主要有以下幾種類型：由于表殼或電表箱的原因導致竊電者有機可乘而發生的竊電行為；磁場干擾的竊電行為；增加額外的導線、旁路部分電流的竊電行為；移動或移除電能表接線的竊電行為；增加額外的器件，如二極管、電容、電阻及其組合，改變電壓回路的波形、相位，降低電壓回路電壓的竊電行為。
2 常規電子式電能表在防竊電方面的缺陷
在傳統的電子式電能表設計中，由于以下幾種原因，導致它們不能較完善的檢測或處理竊電行為。僅使用進線端的電壓和火線的進出端所流經的電流作為電能計量的依據；大多數沒有使用很可靠的鉛封；一些竊電方式很容易操作，但是很難檢測，對于即使是非常簡單的竊電行為也無能為力。
3 電子式電能表的防竊電功能研究
3.1表殼和電表箱的防竊電技術
表殼是對付竊電的第一道防線。這就要求電力系統的管理人員加強自身管理的同時，也要對使用的電能表提出要求：采用聚碳酸酯的表殼或者金屬的表殼，電表有出廠鉛封，把電能表表殼通過焊接膠合，要打開電表就必須損壞它，以此來對抗竊電行為。
使用特制的電表箱也能抑制一些竊電行為的發生。如鉛封電表箱，盡量減小導線周圍的間隙，增加旁路電流、反接電能表等竊電行為的難度。如果必要，還可以在電表箱內添加檢測設備，以檢測竊電者對電表箱箱門的非法打開。
3.2防磁場干擾竊電
永久磁場和電磁場都會影響電表的正常計量。竊電者在電表附近放置強磁磁鐵或大線圈都能干擾電表的正確計量，達到竊電的目的。強磁磁鐵還能使電源變換的變壓器鐵心飽和，導致電能表的工作直流電壓降低或者消失。強磁磁鐵靠近表殼將減小功率的測量值，甚至能將功率減小到0。由于磁鐵的影響范圍比較小，所以電流互感器在表殼內的位置對抵御磁鐵的干擾是相當有幫助的。大線圈產生的電磁場會影響電能表中大多數的元器件，例如，錳銅電阻、電流互感器、核心的電子器件等。為防止磁場干擾，電能表內部元器件的位置及其安裝位置是非常重要的。應把易受磁場影響的敏感器件盡量放置在貼近電能表背面的地方，因為通常竊電者很難從電能表背后干預電表的正確計量；應保持易受磁場影響的敏感器件遠離電能表的頂部和兩邊，因為頂部和兩邊是容易粘附磁鐵的地方。
磁屏蔽是一種非常有效的防止磁場干擾的做法，首先我們可以使用金屬外殼的電流互感器，屏蔽磁場對它的影響。其次我們可以在表殼內襯薄層金屬，以屏蔽整個電能表模塊。但是這種做法將增大原材料、生產及安裝的成本。
3.3防電流不平衡竊電
正常的電流不平衡體現為接地現象的存在，竊電時的電流不平衡包括任何的火線和零線的測量所得到的負載電流不相等的情況，這是由于竊電者旁路部分電流，導致電表的測量值小于真實值。竊電者可能用簡單的短接進出電表的接線端，這種竊電行為比較容易實施。竊電者可以在幾秒內移除短路線，所以很難查處這種竊電。
要檢測電流的不平衡就不可避免增加電表的成本，必須要額外增加一個電流傳感器，以實現零線的電流檢測；由于隔離原因，可以在第一路的電流通道上選用低成本的錳銅電阻，但是另一路就必須使用成本相對較高的電流互感器。對于單相表，可以同時測量火線和零線的電流來檢測電流是否不平衡。此外，還要求電能表的計量芯片具有兩個獨立的ADC來進行兩個電流通道(火線、零線)和一個電壓通道的采樣，并自動比較兩個電流通道的電流大小，實現電流不平衡時的檢測和防竊電測量。
3.4防電流反向竊電
調換進出線或者利用變壓器施加低壓反向大電流是竊電者經常采取的竊電行為。竊電者企圖讓電表負計量，使汁量值向后退，這種竊電行為比接地或旁路電流的竊電行為更具侵害性。
電流反接時的防竊電，要求計量模塊有自動檢測電流反向功能，不需要任何的輔助元器件就能實現電流反向的檢測。同時，可以給電能計量模塊預置電流反向時的處理方式，如電流反向時取功率或電能的絕對值為測量值等等。
對于電流反接時的防竊電，有一點需要注意，當負載電流非常小的時候，可能會出現錯誤的電流反向警告。可以設定一個電流反向檢測的最小電流極限，當小于這個最小電流極限時，關閉電流反向檢測功能，防止錯誤的電流反向警告。
3.5防移除電壓竊電
移除電壓表現為移除電表接線中的一路，通常竊電者移除零線，使得電表沒有電網電壓的進入，導致電表不能正常計量或不能工作。對付這種竊電行為，可用一個低成本的電流互感器CT，從其余的連接電表導線中流經的電流上竊取很小的電能給電能表供電，使電能表實現防竊電測量。由于受到電能表成本、電能表表殼的尺寸以及電子元器件能夠承受的最大電流等諸多因素的影響，選擇從電流上竊電的CT是受限制的，因此能從電流上竊電給電能表供電的電能也受限制。當負載電流大于1A-2A時應能實現電能表的防竊電測量，而當負載電流很小時，能從電流上竊取的電能將不能勝任電能表供電，因此，需要采用低功耗計量芯片。
采用移除電壓，CT供電進行防竊電測量時，測量的精度已難以保證。由于沒有電壓信號存在，功率因數和外部電壓的測量已經不可能實現。一般可以使用額定電壓，功率因數0.9～0.95作為估計值進行計量。此外竊電者還可能會附加電容、電感、電阻等器件及其組合來干擾對電壓的正常檢測，此時體現為低電壓、低功率因素，竊電者通過這些附加的元器件來改變電壓的特性進行竊電。對于這種竊電行為，應設定低電壓、低功率因數的門檻，越限給出報警。
電子式多功能電能表主要針對國內市場三相用電的工業用戶。隨著電力行業改革深入，工業三相用電對多功能電能表的需求大量增加。目前國內多功能表種類少、價格較高、功能不完善，往往僅是針對某些地區的特定要求開發，缺乏通用性，某些產品未能完全達到國標的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應這種市場需求而設計的。
這是一款智能型高科技電能計量產品，該表可以同時計量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能，還具有多費率控制，負荷曲線記錄，各相失壓、過壓、頻率超限記錄，數據LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對該電表進行查表、設表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語言編寫，編碼效率高，可維護性好，便于實現模塊化設計，可根據用戶的需求方便地對功能模塊進行裁剪。而且代碼經過優化，其生成的目標代碼大小和執行效率已與匯編代碼相差無幾。該產品的技術指標全面符合GB/T 17215-1998《1級和2級靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規約》的要求。
多功能電能表的總體結構和硬件設計
多功能表總體結構
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器，它負責按鍵輸入掃描、工作狀態檢測，計量數據的讀入、計算和存儲、電表參數的現場配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲陣列等;其他輔助模塊主要有:時鐘日歷電路、工作異常報警電路、按鍵輸入電路、復位和看門狗電路、開關電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結構框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機中的高檔產品uPD78P0338。該款單片機為120腳QFP封裝，單片集成有60KBFlash、一個異步通信串行口、40x4段LCD驅動器、高達10MHz的總線時鐘和10路10位精度的ADC，并可通過簡單的接口進行在系統編程，極大地方便在線調試和軟件升級。并且支持高級語言，較好地滿足了多功能表任務繁多、數據量龐大、算法較復雜的功能要求。
串口復用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發射二極管、載波電路、MAX487專用485收發電路、驅動/開關二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表，設計有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式，因為uPD78F0338僅有一個串口，故通信電路設計時采用串口復用技術。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補開關，由MCU的一個I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換，如圖2所示。
高精度電量計量模塊
計量模塊由高精度專用電能計量芯片SA9904，電流互感器和其他外圍電路元件組成。SA9904是Sames公司生產的一款三相雙向功率/電能計量芯片，可以計量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等，可以單獨計量每一相的用電信息，符合IEC521/1036標準，可達到1級交流電能表的精度要求，各數據寄存器具有24位精度，可通過三線SPI接口與CPU交換數據。從而可以較好地適應多功能表需要計量多種電量數據的要求。SA9904引腳及其外圍電路圖如圖3所示。
其中，CLK、DO、DI構成與MCU控制器的接口，用于傳輸控制命令和測得的電量數據，IIps、IIPt、IIPr用來對電流取樣，IVPl、IVP2、IVP3用來對電壓取樣。
時鐘日歷模塊
時鐘電路采用EPSON生產的RTC-4553實時時鐘芯片。內部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器，簡化外圍電路，并可以根據需要進行自由設置以得到較高的頻率;同時集成有時鐘和日歷計數器，可選擇24或12小時顯示模式，時鐘可通過軟件方式進行間隔30秒的調整，并提供0.1Hz或1024Hz的定時脈沖輸出，以便于在電能表的外部對時鐘精度進行定期檢查。RTC-4553引腳及其外圍電路圖如圖4所示。
其中，SCK、Sin、Sout與主處理器接口，用于發送控制指令或者傳輸日期時間數據，本系統日歷時鐘模塊采用電池作后備電源，以確保在停電狀態下，日期時間的準確無誤。
多功能電能表的軟件設計
數據結構設計
多功能電能表涉及的數據類型種類繁多。按字節分包括單字節、雙字節、三字節、四字節和六字節等，按表征的意義分有時間、時刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數、功率因數、門限、狀態字、系數、表號等。復雜的數據類型對數據結構的設計提出了較高的要求，本實現方案通過采用多種數據尋址方式和多種類型存儲器較好地解決了這一問題。
數據結構設計要點
系統的數據存放方式有:內部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內部ROM用來存放大量的常數表格，RAM用于存放臨時變量和堆棧，本方案需要2.5KB左右的RAM，串行EEPROM則存儲各種用戶電量數據和設表參數，通過12C總線與CPU交換數據，電能表按設計需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM，本方案采用8片256位EEPROM通過級聯來實現。
數據尋址方式
EEPROM數據訪問采用兩種方式;直接地址訪問，通過數據的EEPROM地址直接讀寫數據;數據ID尋址，通過數據的編碼讀寫數據。
通信口復用功能設計
紅外通信和RS-485共用一個串行口(RxD/TxD)通信，由于串行口通信開始都有一低電平位(0)，因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1，通過其引發的中斷可判斷串行口數據是否來自紅外。發送時按時應方式發送，使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管，因此在判斷紅外來源的中斷中啟動定時器INTTM4檢測紅外接收端，如果檢測到脈沖寬度為9ms或0.56ms，則判斷為紅外遙控，并根據定時檢測遙控編碼;否則判斷為紅外產生的串行口接收中斷，并將定時檢測關閉。
紅外38.4kHz調制信號由CPU內部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發送字節之間可選有15～20ms的延時，而485通信則不需要延時。數據發送在發送中斷中進行，紅外通信在發送操作后立即關閉發送中斷允許，待延時時間到后再允許發送中斷。
多功能表程序流程圖
1、柿子是一種營養價值非常高的食物，很多人在吃柿子的時候可能都在它內部發現過一種黑色的點點，并且還因為這種點點認為柿子已經變質，不敢繼續食用它，其實這樣的柿子是可以放心食用的。
2、柿子中出現的這種黑色的點點通常都是柿子內種子的種皮，我們現在食用的柿子大多經過人工培育、改良，它內部不會再形成種子，但是卻仍舊會出現種子的種皮，這種種皮對人體無害。
3、柿子是一種內部含有大量鞣酸的食物，尤其是還沒有完全成熟的柿子，這種物質會和我們胃中的胃酸發生反應并形成一種植物性結石，所以我們在食用柿子的時候一定要注意控制好分量，以免產生結石危害健康。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：電能表； 制造工藝； 質量穩定性； 單板老化
中圖分類號：
TN71034
文獻標識碼：A
文章編號：1004373X(2012)13
0176
02
收稿日期：20120221
0引言
電子元器件是組成電子產品的核心［1］，電子元器件質量的高低和壽命的長短直接決定了包括電子式電能表在內的所有電子產品的使用壽命。另外，合理的工藝設計\[2\]和制造也是影響到產品質量的又一個重要因素。因此，為保證出廠后產品的使用質量可靠，必須在產品出廠前驗證影響其質量穩定性\[3\]的因素。有些電表廠家做了整機通電老化，雖然這種方式可靠性好，但整機通電老化會使生產效率大打折扣，并且勞動量會增加很多。
近兩年，隨著電網改造的逐漸完成，電能表更新換代也在緊張進行中。面對這個巨大的市場需求，各個廠家都在為自己的生產能力不斷擴展規模，引進先進的生產線，然而在不斷提高生產能力的同時，也要考慮生產效率和生產成本。以下介紹低成本投入保證高效率的生產的單板老化方式［4］。
1老化對象
根據電能表產品的分類，被老化對象可以分為兩大類：單相表和三相表。
1.1單相表
國內單相表使用電壓統一為AC 220 V,因此可以實現老化電源的統一。因此要求電能表設計一致的電源輸入接口，這樣在電能表電路板單板被老化時，接口才能統一。
1.2三相表
三相表的設計相對單相表而言稍微復雜一些。一般情況下三相表要求功能較多，這樣三相表就會由電源板和邏輯板組合而成，為了實現電源板和邏輯板生產互不干涉，可以采用兩種單板分開單獨老化。
由于產品的生產是根據用戶實際需求而制作的，因此電源板也根據產品要求有AC 55.7 V，AC 100 V，AC 220 V和AC 380 V之分。邏輯板的設計也受到各地招標規約的限制電源輸入接口不能完全一致，然而為了實現單板老化的便捷，要求邏輯板設計時需要一致的電源排列順序。
2老化工裝
單板老化架要實現操作便捷性、可維護性、使用安全性\[5\]等基本原則。架體組成可分為獨立老化托盤、多層老化架體、表頭顯示箱等三大組成部分。
獨立老化托盤根據單個托盤所能承載能力［6］，設計不同尺寸。托盤根據尺寸大小設計多個老化工位，為防止單板在托盤上出現互相碰撞，需要再固定上防撞隔斷。
多層老化架體根據單個老化架的承載能力、單層托盤間距要求、托盤大小等因素設計老化架體的尺寸，當然也要受到老化室［7］入口的限制。
表頭顯示箱是老化架體工作時需要顯示各個輸入電壓值的指示箱，里面裝載電壓電流表頭，實時顯示電壓電流值，對電源波動起到實時監控的作用。同時表頭箱又承載電源開關的功能。
3老化方案
3.1單相表老化方案
由于單相表使用電源的統一性，其單板老化實現更方便一些，只需提供統一的電源接口，即可完成便捷的單板接線操作。老化是在通電時進行，因此單板老化架與老化托盤之間的連接也是比較關鍵的問題。這里建議采用暗線方式，老化托盤與架體之間采用彈簧卡子可靠接觸方式實現。這樣老化托盤在架體軌道上可以方便插拔，不受連接線的限制。單相表電源輸出電路如圖1所示。
3.2三相表電源板老化方案
由于三相表電源板存在多種電源輸入規格，因此在老化架體取電后需要將其轉化成多路輸出的不同值電源電壓［8］，這些不同值的電源電壓可以通過制作多路輸出大功率交流隔離變壓器來實現，同時這些經過隔離的電源電壓對后端的安全也起到了很好的保護作用。三相表電源板輸出電路如圖2所示。
3.3三相表邏輯板老化方案
三相表邏輯板電源輸入接口一般情況都是直流電源，因此需要做交流變直流的轉換，根據邏輯板直流電源的需求配置不同型號的開關電源，通過斷路器開關單獨控制電源輸出，同時輸出電源通過數顯表顯示，每路電源輸出加大過載的單向二極管［9］，防止電源反串燒壞其他低輸出電源,三相表邏輯極電路如圖3所示。
4結語
本文論述了電子式電能表單板老化在生產中的實施方法，該方法設備投入小，電源轉換便捷，能夠很快見效。通電老化工藝符合國標老化規范［10］并結合實際生產合理安排工藝流程。其他電子產品的單板老化同樣可以參照此模式進行適當更改。
參考文獻
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作者簡介：
何小輝男，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
崔艷華女，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
劉靜然男，1967年出生，河南許昌人，工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
項立衛男，1983年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。
關鍵詞:ZH17X6; 復位監控電路; 掉電監測; 電子式電能表
中圖分類號:TN911; TP274 文獻標識碼:A 文章編號:1004-373X(2010)14-0205-03
Power-supply Supervisory IC for Low-power Electronic Energy Meter
WU Hai-qiang1,2, TANG Zhen-zhong2, SHI Qian2 , MA Hui2, XU Yong-ping3
(1. School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;
2. Zhuhai ZhongHui Microelectronics Co. Ltd., Zhuhai 519020, China;3. Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, Singapore)
Abstract: A new self-developed low-powerpower supply supervisory IC--ZH17X6 is introduced, and its application in electronic energy meters is proposed. ZH17X6 series can be used for power-down monitor and system reset in the electronic energy meters. Compared with the similar circuits which are currently used in the electronic energy meters, due to the CMOS technology.ZH17X6 has the advantages of low power, low cost and robustness. A typical application circuit based on ZH17X6 for power-down monitor and system reset in the electronic energy meter is also included.
Keywords: ZH17X6; reset monitoring circuit; power-down monitoring; electronic energy meter
0 引 言
現代電子式電能表對系統穩定及掉電存數等有著異常嚴格的要求,掉電監測及復位電路是整個電表中最基本又極為關鍵的部分。目前國內各電能表廠家大多以MAXIM公司的MAX706、ADI公司的ADM706等類似集成電路做為掉電監測及復位電路的核心,使用該監控電路來監測系統是否掉電、監控MCU是否正常運行。但因為MAX706等在上電或掉電到4.4 V以下都有復位信號,而且復位信號輸出時間不可控制,這很可能會影響到電表的掉電監測以及存數[1]。同時電能表頻繁上、掉電,以及電源干擾信號很大時,就會引起反復復位造成電能表中數據被破壞,影響電能表的可靠正常運行。這關系到電表計量的準確性以及系統運行的穩定及可靠性。
目前眾多廠家為解決上述問題,都專門圍繞MAX706等看門狗IC增加額外的電路來提高掉電監測及復位電路的穩定性和可靠性。但復雜的額外電路帶來了成本的增加,PCB布線難度的增加以及器件與焊點增多帶來的可靠性降低的風險。
針對電子式電能表嚴格的復位監控功能,珠海中慧微電子有限公司推出了ZH17X6系列,它是一款低功耗電源管理數據保護芯片。
ZH17X6的主要特點是低功耗、高集成度和高可靠性[2]:
ZH17X6具有-40～+85 ℃的工業級工作溫度、1.8~5.5 V的超寬工作電壓;工作在5 V下10 μA、工作在3.3 V下5 μA以及低功耗狀態下低至0.2 μA的工作電流;在系統上電、復位按鍵按下的情況下,芯片能夠保證輸出準確可靠的復位信號;其內部的看門狗電路能監視微處理器的運行,當 1.6 s內輸入信號的狀態沒有改變時將發出復位信號;具有更加可靠的掉電監測功能。在檢測到掉電信號時迅速通知MCU保存數據并且控制復位信號延時發出,可以防止數據因掉電而丟失。超寬的工作電壓以及超低的工作電流使芯片格外適合于要求低功耗或使用電池供電的系統[3],使ZH17X6系列芯片可以廣泛應用在醫療電子、工控儀表和消費類便攜式電子等產品上;不低于4.5 kV的ESD防護,提高系統的可靠性;監測供電電源異常抖動并提供強制復位功能,大大提高系統工作的穩定性;所有功能集中在8引腳的SOP封裝上(封裝尺寸為5 mm×5 mm),性價比極高。ZH17X6系列芯片工作電壓見表1,ZH17X6引腳說明見表2和圖1。
表1 ZH17X6系列芯片工作電壓一覽
版本 溫度范圍/℃電壓范圍 /V封裝
ZH1706-40～+851.8~3.68-SOP
ZH1716-40～+85 1.8~5.58-SOP
ZH1726-40～+85 3.0~5.58-SOP
表2 ZH17X6引腳說明
引腳名稱功 能
1WDI喂狗信號,在芯片正常工作時喂狗信號需要在1.6 s內翻轉,否則RESET輸出信號將輸出200 ms的復位脈沖,喂狗信號能被PFI信號屏蔽,只有MR和PFI高于1.25 V時看門狗電路才正常工作。
2PFI掉電檢測信號,當PFI信號低于1.25 V時PFO為低,否則PFO信號為高。當PFI從低到高變化,延遲1.6 s后輸出200 ms復位信號。
3 MR Vref輸入信號低于1.25 V時,強制RESET輸出信號為低。
4 STB低功耗模式選擇電壓信號,當VIN高于1.25 V時產生門控時鐘信號。
5 GND電源地。
6PFO 掉電通知信號,低電平有效。
7 RESET 復位信號,低電平有效。
8 VDD芯片工作電源。
圖1 ZH17X6 引腳說明
1 基于ZH17X6單片掉電監測及復位電路原理應用
圖2是MAX706為核心的電表掉電檢測及復位電路框圖[4] 。在正常工作時,檢測系統MCU產生的喂狗信號是否在一定時間內翻轉,如果喂狗信號產生翻轉,MAX706定時器的計數清零,重新計時;如果喂狗信號沒有產生翻轉,則產生復位信號[5]。上述過程如此重復循環。掉電檢測電路利用MAX706內部電壓比較器實現,配合線路電壓采樣電路以及掉電延時電路,在選取好線路電壓采樣電路的分壓電阻阻值后,在掉電過程中分壓電壓到達MAX706比較門檻電壓,會使MAX706產生掉電信號,同時為在掉電時爭取到盡量長的存數時間,通常還配備比較大的延時電容。工作電源電壓檢測信號檢測工作電源狀態,當系統電壓低于2.7 V時,產生低電平信號。該信號經過掉電判斷電路與復位控制電路的作用后,可使MCU復位,避免電能表在非掉電狀態、僅因為工作電壓強烈波動時進入非正常狀態。
圖2 基于MAX706的掉電檢測及復位電路框架圖
圖3是基于ZH17X6的電表掉電檢測及復位電路框架圖[3,6] 。圖2中核心看門狗芯片的所有電路,都高度集成在一顆ZH17X6上。比較后可以看出,在保證電路穩定性和可靠性的基礎上,ZH17X6極大地簡化了如圖2所示的電子式電能表的復位監控電路,從而使以它為核心的復位監控電路(如圖4),在實際應用中具有很高的性價比。
圖3 基于ZH17X6的電表掉電檢測及復位電路框架圖
圖4 基于ZH17X6 的掉電檢測及復位電路
在掉電時,ZH17X6的 PFI管腳檢測到在R5,R3的分壓電壓低于基準電壓時,比較器發出掉電通知信號。在發出掉電通知信號與完全掉電的時間段內,上電檢測信號,控制喂狗信號檢測電路及上電延遲電路均不工作,不產生復位信號。并且,當PFI監測到掉電信號時,ZH17X6馬上進入低功耗模式[7]。此時芯片內部時鐘振蕩器關閉,芯片RESET 引腳輸出和PFO 引腳輸出都為高電平(無論此時PFI 引腳檢測電壓是否高于1.25 V),芯片總的工作電流為1 μA[8]。
片內比較器比較VBB經R6,R7分壓后的電壓與片內基準電壓,當分壓后的電壓小于片內基準電壓時,ZH17X6認為工作電壓發生異常,馬上輸出強制復位信號,通過此方法實現對工作電源電壓檢測的功能。
表3 圖4中所需器件列表
器件種類型號規格數量
看門狗復位芯片ADM7061
比較器略1
低功耗電壓檢測器略1
NPN三極管略2
雙頭肖特基二極管略2
貼片電阻略16
貼片電容略8
器件總計(顆)31
焊點(個)85
電路印制板約26 mm×28 mm―
圖4中的VBB,是電表工作電壓3.3 V(V33)與電池BT1經過雙二極管Q1比較后得到的工作電壓。在正常運行時,使用V33供電;當發生掉電時,則自動轉換成電池供電。ZH17X6在3 V的工作電壓下的正常工作電流為5 μA;在低功耗模式下僅有1 μA。使得ZH17X6完全可滿足在電子式電能表發生掉電時,電池供電的低功耗運行條件。表3為圖4所需的器件。
表4 圖2框架電路所需器件列表
器件種類型號規格數量
看門狗復位芯片ZH17X61
雙頭肖特基二極管Q11
貼片電阻R2~R8,R198
貼片電容C3,C13,C16~C185
器件總計(顆)15
焊點(個)37
電路印制板約21 mm×10 mm―
由于集成度高,ZH17X6僅需少量元器件。┍3給出了圖4原理圖的整個電路所需要的4種約15顆元器件,總計37個焊點以及約21 mm×10 mm的印制板面積。
對比之下,┩2所示框架以MAX706為核心的復位電路,總共需要7種約31顆元器件,總計85個焊點以及約26 mm×28 mm的印制板面積(如表2所示)。
比較后可以清晰看到,基于ZH17X6的復位監控電路所需的元器件、焊點以及印制板的面積比基于 MAX706的電路分別減少了約51%,55%和71%。器件數量和焊點的減少以及PCB布板的簡化,使得電子式電能表成本大幅降低,同時還大大降低電表出現故障的幾率,提高了電表可靠性。
2 結 語
珠海中慧微電子有限公司推出的ZH17X6低功耗電源監控數據保護芯片系列,在提高電子式電能表穩定性、可靠性的同時,極大簡化了電子式電能表的復位監控電路,降低了電表成本。
在ZH17X6面世之初,即被國內某著名電表企業密切關注。ZH17X6正式后,該公司立即與珠海中慧微電子有限公司達成合作意向。對ZH17X6進行了長達10個月的嚴格檢測與現場試掛,ZH17X6在電表EMC實驗、型式實驗和現場試掛時表現異常的穩定,以最優的性價比,最終成功應用于該電表企業的三相多功能電表上,并以巨大優勢逐步完全取代現有電路。
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關鍵詞：智能電網；配電自動化；建設
當前配電自動化主要包含了以下幾個方面的內容：站房綜合自動化、當地自動化設備、調度中心到終端站房的信息數據采集以及安全監控系統，此外還涉及到對停電的管理、有關地理信息、故障的報修以及應答、配電設備的檢查與維護、抄表自動化、負荷管理系統以及用電控制系統[1]。其基礎為一次網架，配電自動化系統就是它的核心，與此同時對多種通信模式實現了整合利用，從而實現了配電系統運行過程中的科學合理的管理以及全過程的自動化監控[2]。智能配電自動化系統從某種意義上來說就是我國城市電網改造以及建設過程中的非常關鍵部分，另外它還是組建智能電網過程中的核心內容，深化研究并建設智能配電自動化系統，有著十分重要的經濟意義以及現實意義。
1 智能電網的配電自動化系統
根據規模和容量的大小可以將配電自動化系統分為小型、中型以及大型這三種類型。圖1所示為比較常見的智能電網的配電自動化系統。
結合圖1可以知道智能電網的配電自動化系統具備很多的優點，其中最為顯著地就是其靈活性，在工程建設的初始階段，可以根據實際需要采取中型類型來進行建設，并按照要求裝設好主站、子站以及終端。在以后配電系統如果需要對其實施擴大建設，那么可以根據實際需求合理地增加幾臺主站系統，然后在其中選擇某一個作為中心站。在建設配電網的整個過程當中，其中自動化系統所發揮的作用也不言而喻。
2 智能電網的配網自動化系統建設
就現階段而言，在經濟發展方面我國各個地區之間存在著極大失衡現象，所以在實施建設配電網系統的時候，絕對不可以全部按照西方發達國家的發展以及建設模式來進行。為了使得我國能夠真正做到智能電網的配電自動化，必須要將該地區的經濟發展現狀充分的考慮在內，并且要結合遠景發展規劃以及配網建設現狀，自動化程度的提高必須要在經濟能力范圍內來進行，有針對地深化城市電網的改造以及建設工程，腳踏實地，一步一步的建設我國的配電自動化系統，然后慢慢地將所有的配電自動化子系統構建成為一個完好的大自動化系統。綜上所述，文章作者認為在實施建設智能電網的配電自動化系統的時候，不僅要考慮到配電網未來的發展空間，同時在建設的過程當中可以分階段的進行，這樣可以實現配電自動化的可持續發展，此外還可以使得以往的投資得以保護，從而使得經濟效益和社會效益最大化?；诖?，在實施建設智能電網的配網自動化系統的時候可以按照以下的步驟來分階段進行建設。
2.1 初期提升供電可靠性
（1）供電模式采取雙電源環網。在這一階段的時候，需要做的就是把相鄰的兩條不同線路進行連接，這樣兩個電源就可以實現環網共同供電，采用這種方式可以實現配網結構的優化。變電站出線保護開關將會在系統中使用到，該開關具備多次重合作用，并且還是利用微機來控制重合命令，除以上功能之外，自動操作以及遙控操作等這些功能也是線路開關所具備的。如果線路或者設備出現了某些故障，則就是利用RTU來對其實現傳遞，然后主站系統判斷傳遞過來的信息，最終可以很快的明確故障發生的位置，之后就是發出指令把出現故障位置的開關斷開。
（2）采取自動重合分段器的方式。在進行安置變電站出線的時候，采取自動重合閘開關來實現保護的作用，在線路中間配置多組此類開關，同時還配置電壓檢測裝置。自動重合分段器可以判斷配網系統中所有的事故，其判斷的依據就是關合故障所耗費的時間。此種方式在設置時間的時候，必須確保系統變電站內部的斷路器在自動斷開以后其能夠實現延時斷開。站內部的斷路器實現重合，采用這種方式能夠保證從電源側至負荷側進行送電；根據一定的順序斷路器依次進行合閘，然后再次合上故障點的時候，站內部的斷路器這時候會再次進行斷開。安裝在故障點兩邊的線路斷路器鎖定故障段并且將其斷開，此舉能夠有效確保再次送電時候的成功率。通常情況下，要是使用遙控操作開關，那么價格會很貴；對于某些供電部門而言，它們實際管轄的區域雖然比較小，然而他們維修人員的數量卻是非常多；對于某些小區，如果供電需求量不是很高，可以采取人工操作開關這樣的形式，使用這種方法能夠顯著降低成本，采取這種配電半自動化的形式也能夠很好的保證供電安全的可靠性。
2.2 優化系統網絡結構，減小線損
第一，需要構建遠程數據傳輸系統。有關的實踐表明利用網短信息服務就能夠完成信息和數據的遠程傳送，同時在輸電線路中間配置有電壓監測裝置。針對每條線路在運行時的實時電壓情況可以使用微機來進行監測，如果饋線不符合要求，那么視情況可以增添配變布點，此外還可以配置低壓無功自動補償裝置，采取這種措施可以顯著地降低輸電線路上產生的損失，進而使得輸送效率和輸送電壓質量得到明顯地提升。
第二，就是需要對負荷管控系統積極推廣使用。構建通訊網絡平臺，從而使得用戶遠程管理模式得以實現，采用這種方法可以提升用電服務的質量，此外還具備自動遠程抄表、有序用電以及電能質量監測和負荷監控等功能；實時監測用電客戶的用電量情況，這樣可以防止竊電現象的發生。建設智能電網的配電網自動化系統可以在很大程度上提升自動化水平和用電管理水平。
第三，配置監測終端。監測終端的主要作用就是對平臺信息數據的采集過程進行監控，這樣就可以對變壓器的實時運行情況進行全面的掌握，有了信息數據之后，就可以在此基礎之上來優化管理配網的運行模式。如果出現了異?，F象或者發生了某些故障的時候，就會立刻提醒，然后迅速解決故障點的問題，最后以最快的速度恢復正常的供電。通過建設配電自動化系統可以在很大程度上縮短停電時間，這一點對于變壓器穩定安全運行來說，其所起的作用是不言而喻的。另一方面，需要精確記錄電壓的越限時間，并在此基礎之上對電壓的合格率進行計算，這樣就可以更好的控制電壓水平，此舉能夠顯著提升供電效率并且明顯使得供電質量得到改善。
2.3 利用微機處理信息數據并實現自動化管理
所謂建設配電自動化系統就是把營銷系統、配變監測系統、監測系統以及電壓負控系統進行集合，將以上系統進行集合之后便在很大程度上強化了配網管理系統，集合后的系統能夠實現以下幾個重要的功能：在自動統計發生在線路上的損耗的時候，能夠和SCAIDA實現密切的配合，并且可以連接上相關企業的對應信息網，該功能深化了智能電網配電自動化的程度；能夠自動對配置無功和電壓進行優化，這樣就保證了系統運行過程中的經濟性和可靠性。
3 結束語
在實施建設智能電網配電自動化系統的時候，會牽涉到很多學科的基礎知識以及很多方面的影響因素，所以必須要充分的結合實際具體狀況，從而實現電網系統的逐漸升級。
參考文獻
關鍵詞：電網建設；智能電網；配電自動化；改造策略；分析
中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A
在電網建設中，配電網系統一直充當著電力系統和電力用戶之間的重要連接角色。在電力事業發展中，配電網系統的建設和改造是保障整個電力系統對于電力用戶供電服務質量的可靠與穩定的重要體現。隨著電力事業的發展和電力體制改革的不斷深化，電力企業的電網建設與發展也面臨著巨大的挑戰，實現智能電網下的配電網的自動化改造也是電力企業應對電力事業發展和電力體制改革的重要措施和表現，同時智能電網配電自動化改造也對于電網自動化建設發展也有著重要的推進作用。
1智能電網配電自動化的發展
配電自動化的實現是電力體制改革和電力事業發展的重要表現，按照我國電網建設中配電自動化的發展情況來看，智能電網配電自動化的發展主要經歷了配電自動化開關設備相互配合、配電網絡通信自動化和配電控制自動化等三個階段。
1.1 配電系統開關設備配合的自動化階段
配電網實現自動化開關設備相互配合的階段主要就是電網的配電系統中的主要配電設備并沒有建立相應的計算機網絡系統或者相關通信網絡等，配電系統中的重要配電設備，比如重合器和分段器的使用對于配電系統的自動化功能主要體現在，當配電系統出現故障或者發生問題時，配電系統就會通過配電開關設備之間的相互配合，對配電系統的故障區域以及系統進行隔離或者維護等，以保證配電系統對于電力用戶供電服務的正常和穩定。自動化開關設備相互配合情況下實現的配電系統自動化對于配電系統的供電可靠和穩定具有一定的積極作用，但同時它的配電自動化的實現也具有一定的局限性，主要表現在它的自動化知識存在于配電系統發生故障的時候，并且實現自動化的維護需要定期對設備進行維護，并不能夠實現最佳的安全和穩定的自動化維護。
1.2 配電通信網絡自動化階段
配電系統通信網絡自動化階段最顯著的特征就是配電系統通信網絡以及后臺計算機網絡的應用，這對于配電系統的自動化功能是很大的一個提升。電力配電系統中通信網絡以及饋線終端。后臺計算機網絡等的應用在配電系統正常運行情況下也能夠實現自動化控制，這對于配電系統的運行安全以及穩定有很大程度上的保證。而且通信網絡在配電系統中的應用實現對于配電系統的遙控維護實施推進也有很大的作用。
1.3 配電系統自動控制階段
配電系統的自動控制階段其實就是配電系統中對于自動控制功能的添加階段，這是電力配電系統在計算機技術的不斷發展進步的背景下，在配電系統開關設備相互配合自動化和配電系統通信網絡、饋線終端以及后臺計算機網絡應用基礎上對于配電系統的自動控制功能的增加。這一階段配電自動化不僅能夠實現對于配電系統正常運行和遠程遙控的自動化，還一定程度上增加有關地理、調度和故障監控等自動化監控功能，實現配電系統的綜合自動化控制和管理，對于配電系統的安全穩定運行有極大的保證。
2智能電網的配電自動化改造
在電力系統的體制改革和建設中，對于智能電網的配電系統實施自動化改造是一項較為復雜并且較大的工程。從電網配電系統的系統結構上來講，實施智能電網的配電系統的自動化改造主要就是對于電網配電系統的配電主站系統的自動化以及電網配電子站系統自動化、電網配電終端自動化三個系統結構進行改造。
2.1 智能電網配電主站自動化系統改造
在電力系統中，電網配電系統的主站系統主要是由電網配電SCADA主站系統和電網配電軟件系統、電網配電子系統三個部分組成，因此在對于智能電網配電的主站自動化系統進行改造時，也是從電網配電的這三個系統組成部分進行相關的改造實施。
電網配電的數據采集和監控系統，也就是配電電網的SCADA主站系統，它是整個電網配電的重要控制系統，對于整個配電系統的運行有著重要的決定和影響作用。配電電網的數據采集和監控系統中主要包含有配電電網的遠程終端設備的服務器以及數據采集和監控服務器、地理位置監控服務器、調度以及報表工作站等。其中電網配電系統中的遠程終端設備服務器也是配電系統的前置機服務器，電網配電系統中前置機服務器有很多臺，在配電電網系統運行的過程中，如果配電電網的一臺前置機服務器出現故障，那么配電系統將會自動將相關系統運行收據轉移到另一臺前置機服務器中，從而保證整個配電系統的正常運行。在配電電網系統運行的過程中，電網配電的主站系統中，配電網子站系統的服務器裝置主要負責向配電系統中的主前置機服務器進行數據信息的發送，配電系統的主前置機接收到子站服務器的數據信息之后會通過一定的處理后進行存儲并實現共享。
電網配電主站系統中的應用軟件系統是為幫助電網配電系統在實現自動化改造之后，對于配電系統的正常運行技術要求滿足而進行的系統故障的診斷和維護等。這對于電網配電系統的自動化實現以及配電系統對于電力用戶的電力供應穩定等都有著重要的作用。需要注意的是在進行電網配電系統的應用軟件系統功能的實施前需要進行相關的系統檢測，以保證電網配電系統自動化功能實施。最后，電網配電主站系統中的配電管理系統主要是對于地理位置的自動監控功能的實現。電網配電系統中的地理信息監控系統對于配電系統的遙控以及地理監控自動化都有著控制實施作用。
2.2 智能電網配電子站自動化系統改造
在智能電網系統中，對于配電子站系統自動化的改造主要是為了避免配電網系統中的主站系統對于整個配電網運行多并且廣的系統控制中不能夠完全實現的自動化控制功能，比如配電網系統中的一些配電設備不僅數量巨大，而且對于配電運行過程中無法實現對于配電系統的主站服務系統和所有的配電主站系統設備的相互連接監控，而電網配電子站系統就是為了解決配電系統自動化運行中的這一問題。在電網配電系統中，配電子站系統主要負責配電開關以及相關監控設備的自動管理和監控，同時對于配電系統的這些設備在整個配電系統運行過程中實現對于系統運行中需要的數據采集以及運行監控和維護等功能。在配電系統運行過程中，配電網子站系統還負責對于配電系統運行中的通信裝置系統進行相關處理和監控?？傊?，在電網配電站系統中設置配電子站自動化系統不僅可以幫助配電主站系統完成對于整個配電系統的自動化運行與監控，還在一定程度上對于電網配電系統的自動化成熟提供了一定的支撐。
2.3 智能電網配電終端系統自動化改造
在電力系統中，實現電網配電的終端系統的自動化與自動化改造主要是為了對于電網配電系統中的相關設備進行實時的監控運行，在實現電網配電系統的遙控功能和故障識別檢測等功能的基礎上，幫助電網配電系統的主站系統和子站系統實現對于整個配電系統運行的自動實施和監控，保證整個電網配電系統的安全穩定運行。在電網配電終端系統中，變電站開閉所自動化的終端是在光纖雙以太網連接技術的基礎上進行數據庫的采集和服務器連接的，配電系統的主站自動化終端系統則是使用無線連接或者光纖連接等其它一些連接方式進行數據的連接采集的。這樣的配電系統終端配置是一種能夠進行靈活配置的系統裝置，應用范圍也相對較廣，但是也可以針對相關系統配置進行相關的改造設置，以滿足系統運行中的各種需求。
3智能電網配電自動化改造效益的維護
在電力系統改革中，對于電網系統的建設、改造和維護對于電力事業的發展以及電力系統的升級都有著很大的積極意義。同樣進行電網配電自動化改造也是對于電網管理和技術相結合的新出發點，對于電網建設的管理以及電網技術的提升都有著十分重要的意義。在電網建設發展中，由于電網本身的一些特征，使得電網管理以及維護工作具有很大的困難性，而電網配電自動化的實現以及相關改造實施對于電網建設的管理和維護有很大的幫助，因此，為了實現電網配電自動化中的電網運行安全和穩定，應注意對于配電自動化系統的終端設備或者通信電纜等進行定期的管理和維護，在保證電網配電自動化運行的情況下，保證電網配電自動化改造效益，保證電網運行穩定。
結語
對于電網配電系統的自動化改造既是對電網系統建設和電力系統改革要求的實現，同時又對電力事業技術的進步和發展有著巨大的推動作用，值得進行關注研究。
參考文獻
[1]李世毅.淺談智能電網配電自動化改造[J].中國高新技術企業，2011（17）.
