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電能測(cè)量精度延長智能電表的使用壽命

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:ADI ? 作者:ADI ? 2023-06-30 09:24 ? 次閱讀

世界各地的電力公司利用智能電表和高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施 (AMI) 來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程連接/斷開、需求/響應(yīng)和其他運(yùn)營效率。公用事業(yè)公司一直面臨著提高運(yùn)營效率的壓力,同時(shí)緩解加息和改善客戶服務(wù)。雖然智能電表和AMI消除了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)抄表器的需求,但仍需要安排昂貴的工作人員來更換即將達(dá)到使用壽命的電表。事實(shí)證明,絕大多數(shù)更換的電表仍在運(yùn)行,并且將持續(xù)很多年。如果儀表的使用壽命可以延長,使其僅在精度下降之前更換,那會(huì)怎樣?

延長儀表的使用壽命會(huì)產(chǎn)生驚人的高回報(bào)。考慮一個(gè)假設(shè)的公用事業(yè)公司,在儀表及其安裝上花費(fèi) 100 歐元(119.77 美元)。假設(shè)起始使用壽命為 15 年,將儀表的使用壽命延長 2 年,則每米可節(jié)省 13.30 歐元(15.93 美元)的終身成本。將儀表壽命延長 3 年,每米使用壽命內(nèi)可節(jié)省 20 歐元(23.95 美元)。如果儀表的當(dāng)前使用壽命少于 15 年,或者購買和安裝成本高于 100 歐元,則由此節(jié)省的成本甚至更加顯著。此外,延長儀表的使用壽命可以改善客戶服務(wù),因?yàn)樾枰姆?wù)中斷更少。

當(dāng)前的最佳實(shí)踐要求公用事業(yè)或監(jiān)管機(jī)構(gòu)根據(jù)故障的統(tǒng)計(jì)分布來確定儀表的使用壽命。通常,這是由可靠性工程師使用Weibull函數(shù)完成的,也稱為圖1所示的浴缸曲線。可靠性工程師使用這些技術(shù)來確保儀表的測(cè)量精度在更換之前保持在等級(jí)范圍內(nèi)。

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從歷史上看,很多注意力都集中在減少早期生活失敗的影響上。這是通過改進(jìn)制造工藝、環(huán)境老化和廣泛測(cè)試來實(shí)現(xiàn)的。曲線的磨損區(qū)域通常具有高斯分布,通過使用保守(三個(gè)或更多標(biāo)準(zhǔn)差)統(tǒng)計(jì)方法避免,以最大程度地減少超出規(guī)格的設(shè)備繼續(xù)使用的可能性。此外,全球許多地區(qū)都需要進(jìn)行樣本測(cè)試,以便在部署期間抽查儀表性能。然而,這些方法的最大缺點(diǎn)是,通常超過99%的儀表仍然在規(guī)格范圍內(nèi)運(yùn)行。從來沒有一種經(jīng)濟(jì)高效的方法來驗(yàn)證每個(gè)設(shè)備的測(cè)量精度。

在智能電表中采用非侵入式實(shí)時(shí)精度監(jiān)測(cè)技術(shù)將延長電表的使用壽命,而不會(huì)增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不合格的風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)例子是ADI公司的mSure技術(shù)。mSure 技術(shù)集成到電能計(jì)量芯片中,該芯片持續(xù)監(jiān)控整個(gè)測(cè)量信號(hào)鏈的精度,包括每個(gè)儀表中的電流和電壓傳感器。然后,儀表精度以及能耗和其他數(shù)據(jù)通過AMI傳輸?shù)皆贫恕H媪私饷總€(gè)儀表的精度,使公用事業(yè)公司能夠就所需的儀表更換做出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。

與所有新技術(shù)一樣,分階段采用實(shí)時(shí)精度監(jiān)控技術(shù)是一種謹(jǐn)慎的方法。現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)采樣協(xié)議可用于確認(rèn)解決方案的有效性并訓(xùn)練預(yù)測(cè)分析。經(jīng)過幾年的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),可以減少或消除現(xiàn)場(chǎng)采樣,從而進(jìn)一步節(jié)省成本。

經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)問題是,所有其他儀表故障機(jī)制,包括備用電池、電源和LCD(液晶顯示器)呢?現(xiàn)代儀表已經(jīng)監(jiān)控電池的健康狀況,并可以將此參數(shù)報(bào)告給儀表數(shù)據(jù)管理軟件。電源故障將導(dǎo)致數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上無法訪問電表,從而標(biāo)記服務(wù)部門。通過遠(yuǎn)程抄表,LCD不再具有很高的重要性,其故障最終將由客戶報(bào)告。

電能測(cè)量精度是現(xiàn)在可以有效監(jiān)控的最后一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)參數(shù),從而延長了智能電表的使用壽命。通過部署非侵入式實(shí)時(shí)精度監(jiān)控技術(shù),智能電表可以提供附加值并提高公用事業(yè)的投資回報(bào)率。

審核編輯:郭婷

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