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完成電費回收才能確保供電企業正常經營，但現實中商業用戶拖欠電費時有發生，抄表人員上門追討電費，費時費力，效果不佳。隨著智能電能表逐步進入規模化應用，將傳統的先用電后付費模式轉變為預付費模式，有效降低了供電企業電費回收風險。內蒙古烏蘭察布電業局于2011年開始推廣三相智能預付費電能表，當年安裝1000塊，為了解決實際運行中存在的一些問題，我們通過自主研發，對智能表結構進行了完善設計，增加了四個新功能，投入運行后，效果明顯。

1三相智能預付費電能表存在的問題

三相智能預付費電能表在普通用戶中應用效果良好，但是在中小型動力用戶上安裝存在一些問題，主要原因是當用戶負荷電流大于60A（40kW）后，電能表不能再直接串接到電路中，需要通過電流互感器(TA)將大電流變換為小電流，然后再連接卡表進行計量，卡表采集到的電流是經過TA變換后的二次小電流，和用戶的一次負荷電源線沒有直接連接，因此卡表無法直接切斷負荷電流。為了實現這一功能，通過配置脫扣器間接斷電，以單相接線方式說明，如圖1。脫扣器是半自動工作，欠費跳閘后不能自動合閘，用戶購電后需要人工現場合閘，增加了安全隱患。同時用戶在欠費停電后強行合閘，多次操作容易損壞設備。實際運行中，由于表箱側門無法上鎖，部分用戶私自斷開智能表與脫扣器連接線，導致欠費后跳閘失敗。

2改進三相智能預付費電能表結構

通過改進三相智能預付費電能表結構消除現有脫扣器的弊端，增加漏電保護器的只能性，實現自動分、合閘功能，并且增加防破壞功能，杜絕人為損壞。

2.1主要功能通過分析現場脫扣器運行情況，將控制開關需要的功能細化、分類，確定了控制開關需要具備的功能如下：（1）通信功能：實現控制開關與卡表通信功能，使其可以根據卡表的指令進行自動操作；（2）設置功能：對智能控制開關的操作，用戶和工作人員分配不同的權限，實現不同的功能，即設置操作管理權限、投退保電以及各類輔助保護的功能；（3）自動分合功能：智能控制開關能夠接收現有卡表的指令，自動進行分合，無需人工參與；卡表與智能控制開關的連接線被人為斷開或其它人為破壞事件發生后，可以按照預先設定的指令進行斷電或繼續供電；（4）保電功能：進入保電狀態，控制開關不再進行任何動作，一直處于通路狀態；（5）輔助保護功能：實現欠壓、過壓、缺相、過流、漏電等保護以及自動重合閘功能。

2.2模塊設計以目前主流的數字式漏電保護器為基礎，保留其全部功能實現自動分閘和部分輔助保護功能（沒有重合閘功能），增加控制單元實現接受卡表的指令，同時實現人機互動功能，增加電機實現合閘功能。如果采用脈沖控制端口取代傳統的無源接點實現的電路通斷功能，電表處于有費狀態，每隔一定的周期，向控制開關發送脈沖波，如果電表變為欠費狀態，就停止發送脈沖波，控制開關在規定的周期中沒有收到電表的脈沖波，則跳閘斷電。采用脈沖波的方式，可以有效防止人為損壞卡表與控制開關的連接，使預付費系統正常工作。當用戶繳納電費后，電表由欠費狀態變為正常狀態，重新發送脈沖波，控制開關合閘送電。但是，鑒于目前現場已安裝的卡表不具備發送脈沖信號的功能，進行改造又不切合實際的客觀事實，小組考慮到如果研制出的控制開關無需人工干預進行操作時，完全可以采用表箱側門上鎖的辦法防止人為松開連接線，同時將控制開關側的連接線直接焊接在開關內，不留接頭進一步防止了人員松開連接線接頭的可能，也就避免了人為斷開連接線，控制開關失去跳閘的功能。完成的設計功能示意圖如圖2。

2.3模擬測試設計完成后，在實驗室模擬進行了各種故障和異常，均滿足設定的功能要求，為了確保安全性達標，與專業生產漏電保護器（湖州久天）生產廠家，對控制開關進行了整體封裝。將封裝好的智能控制開關與卡表、電流互感器一起組裝到電能計量箱中（見圖3），并進行了功能模擬測試，測試結果完全符合要求。

3應用效果

2013年8月，烏蘭察布電業局用智能控制開關替代脫扣器共計612臺，截至2014年底運行效果較好，研制成功的智能控制開關完全消除了脫扣器的弊端，使用中實現了免維護的目的。612戶更換為智能控制開關后，未發生欠費不停電的問題，電費回收率達到了100%。

作者：沈晶 單位：內蒙古電力（集團）有限責任公司烏蘭察布電業局