配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置研發(fā)

斯江峰　黃太陽(yáng)

【摘 要】針對(duì)公用配變、電力用戶信息采集運(yùn)行維護(hù)中，存在故障率高，故障判斷困難等問題，本文研究了一款配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)配變終端、用電采集設(shè)備的電源、參數(shù)、485端口、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘的自動(dòng)檢測(cè)，判斷故障點(diǎn)，由此提高采集運(yùn)維效率，提升用電信息采集率，降低采集運(yùn)行成本。

【關(guān)鍵詞】配變終端；用電采集設(shè)備；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置；研發(fā)

Distribution Transformer Terminals and Electrical Collection Device Field Device Detection

SI Jiang-feng HUANG Tai-yang

（State Grid Zhejiang Zhuji Power Supply Company，Zhuji Zhejiang 311800，China）

【Abstract】For public distribution transformer， power user information collection operation and maintenance， there is a high failure rate， fault diagnosis difficult issues， we studied a distribution transformer terminals and electrical collection device field detection devices， to achieve in the field of distribution transformer terminals， with electric power acquisition device， parameters， port 485， a memory， automatically detects the clock to determine the point of failure， thereby improving the collecting operation and maintenance efficiency， improve information collection rate and reduce the cost of acquisition run.

【Key words】Distribution Transformer；Terminal；Electrical equipment acquisition；Field detection；Research and development

0 引言

隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)在我國(guó)全面展開，為加快用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，國(guó)家電網(wǎng)公司提出在全系統(tǒng)范圍內(nèi)公變、電力用戶實(shí)現(xiàn)“全覆蓋、全采集”的工作目標(biāo)[1-2]。目前，用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)取得了初步成效，但在實(shí)際工作中，因大部分配變終端、用電采集設(shè)備安裝在戶外，運(yùn)行環(huán)境不佳，故障率高。遠(yuǎn)程主站監(jiān)測(cè)到配變終端、用電采集設(shè)備不能正常采集數(shù)據(jù)，需要現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員進(jìn)行維護(hù)，需要對(duì)配變終端、采集設(shè)備的通訊狀況、設(shè)備的參數(shù)、硬件故障、RS485接線等方面是進(jìn)行分析處理[3-5]，但在維護(hù)過程中缺少有效工具，只能應(yīng)用故障排除法進(jìn)行處理，對(duì)于一些參數(shù)或RS485接線短路等故障無法判斷，只能通過更換采集設(shè)備的方式處理，這樣造成大量能正常運(yùn)行的配變終端、采集設(shè)備被拆除或多次前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修。本文根據(jù)實(shí)際工作需要，根據(jù)配變終端、采集設(shè)備特點(diǎn)，開發(fā)了一款簡(jiǎn)易實(shí)用的檢測(cè)裝置，適用于現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確分析判斷配變終端與用電采集設(shè)備的故障，從而提升配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)的工作效率。

1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置在對(duì)終端、采集設(shè)備的檢測(cè)過程中，通過紅外通信和RS485端口進(jìn)行測(cè)試。

1.2 檢測(cè)流程

在檢測(cè)過程中，為了達(dá)到檢測(cè)省時(shí)、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單，優(yōu)化了檢測(cè)方案，按照?qǐng)D2的流程進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容主要有：

（1）電源檢測(cè)：接入電源，設(shè)備電源指示燈正常運(yùn)行。

（2）參數(shù)配置檢測(cè)：主要涉及通訊參數(shù)、控制參數(shù)、表計(jì)信息等，如果錯(cuò)誤就會(huì)造成配變終端、采集設(shè)備不能正常運(yùn)行，可能會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊不暢、不能采集數(shù)據(jù)等故障。

（3）485端口檢測(cè)：如發(fā)生故障則配變終端、采集設(shè)備RS485功能異常，不能正常抄收表計(jì)。

（4）存儲(chǔ)器檢測(cè)：對(duì)內(nèi)部FLASH和內(nèi)存芯片檢測(cè)，檢測(cè)正常則設(shè)備正常運(yùn)行，否則數(shù)據(jù)不能正常存儲(chǔ)，上送主站數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或空數(shù)據(jù)。

（5）SIM卡檢測(cè)：SIM卡故障會(huì)造成配變終端、采集設(shè)備不能GPRS通信。

（6）時(shí)鐘異常檢測(cè)：時(shí)鐘芯片故障時(shí)配變終端、采集設(shè)備仍能運(yùn)行，但不能正常存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置應(yīng)用

2.1 電源檢測(cè)

配變終端、采集設(shè)備上電后，檢查是否電源指示燈為常亮狀態(tài)，如不亮，則配變終端、采集設(shè)備已出現(xiàn)硬件故障，無需后續(xù)測(cè)試，判為故障，否則，進(jìn)行后續(xù)測(cè)試。

2.2 采集裝置自動(dòng)檢測(cè)

為便于現(xiàn)場(chǎng)操作，裝置采用手持式，具備38kHz的紅外接口或RS485接口，可與終端、采集器進(jìn)行RS485通訊或紅外通訊。體積小，使用方便，且具有顯示功能。使用時(shí)，只要將485信號(hào)連接線與終端、采集器的485端口進(jìn)行連接，紅外口對(duì)準(zhǔn)終端、采集設(shè)備，按鍵按下即可進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，并將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)顯示，不需要人工參與，測(cè)試過程需要90秒左右。

2.2.1 參數(shù)配置

通過紅外方式讀取終端、采集設(shè)備中的通信參數(shù)、邏輯地址和抄表參數(shù)等與采集設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行比較，如果正常，則顯示檢測(cè)成功。如不正常，需要進(jìn)行校對(duì)配置。為了防止設(shè)備存在故障，校對(duì)后仍會(huì)丟失參數(shù)，進(jìn)行下發(fā)硬件復(fù)位命令，使設(shè)備重新啟動(dòng)，等待10秒后采集設(shè)備啟動(dòng)后再次進(jìn)行讀取比對(duì)。

2.2.2 485端口檢測(cè)

檢測(cè)時(shí)將檢測(cè)裝置的485端口與終端、采集設(shè)備的485端口用485信號(hào)線連接，通過紅外端口配置一塊虛擬表計(jì)參數(shù)到終端、采集設(shè)備中，然后下發(fā)中繼抄表命令，終端、采集設(shè)備收到命令后向485端口轉(zhuǎn)發(fā)，檢測(cè)裝置通過485信號(hào)連接線接收到這條命令后，通過485通訊線返回一條數(shù)據(jù)應(yīng)答命令給終端、采集設(shè)備，終端、采集設(shè)備收到后通過紅外發(fā)送到檢測(cè)裝置的紅外口，通過紅外口接收到的值與485口發(fā)送的值進(jìn)行比對(duì)，如果相同則認(rèn)為檢測(cè)合格；如不一致或接收不到則認(rèn)為485端口異常。

2.2.3 存儲(chǔ)器檢測(cè)

主要分參數(shù)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)檢測(cè)。此檢測(cè)過程是模擬終端、采集設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行的。參數(shù)區(qū)判斷是通過紅外下發(fā)一條表計(jì)檔案，再進(jìn)行讀取，將設(shè)置內(nèi)容與讀取內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)，一致則正常，不一致則判斷終端、采集器故障。數(shù)據(jù)區(qū)是模擬終端、采集器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過程進(jìn)行的，將檢測(cè)裝置485端口與終端、采集設(shè)備端口進(jìn)行連接，采用虛擬表計(jì)的方式更改終端、采集設(shè)備時(shí)鐘進(jìn)行判斷凍結(jié)數(shù)據(jù)是否正常。

2.2.4 時(shí)鐘檢測(cè)

校驗(yàn)檢測(cè)裝置的時(shí)鐘為北京時(shí)間，用紅外讀取終端、采集設(shè)備的時(shí)鐘，與檢測(cè)裝置的時(shí)鐘進(jìn)行比對(duì)，如不一致則進(jìn)行設(shè)置校時(shí)，再次讀取判斷，如仍不準(zhǔn)確，則判斷終端、采集設(shè)備異常。

2.2.5 通信測(cè)試

終端、采集裝置自動(dòng)檢測(cè)過程中，對(duì)終端、采集設(shè)備的通訊參數(shù)進(jìn)行配置，檢測(cè)完成后對(duì)終端、采集設(shè)備進(jìn)行硬件復(fù)位，終端、采集設(shè)備自動(dòng)登陸連接主站，人工根據(jù)終端、采集設(shè)備的指示燈或液晶顯示判斷終端、采集設(shè)備能否登陸遠(yuǎn)程主站。如不能，則需檢查SIM卡和天線安裝情況，并將SIM卡拆下利用檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)；如sim卡及天線安裝都正常，仍不能登陸，則判斷終端、采集設(shè)備故障。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置特點(diǎn)

3.1 外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

外形結(jié)構(gòu)小，便于攜帶，且具有液晶顯示和按鍵，軟件設(shè)計(jì)上采用自動(dòng)檢測(cè)，不需要人工干預(yù)。操作簡(jiǎn)單，與龐大測(cè)試臺(tái)相比，更適合維護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)使用，且不用將終端、采集設(shè)備拆回分析。

3.2 功能特點(diǎn)

3.2.1 采用流程化方式檢測(cè)

在檢測(cè)時(shí)，通過對(duì)終端、采集設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)各異常進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)參數(shù)、時(shí)鐘異常進(jìn)行修復(fù)。為避免重復(fù)操作，制定了科學(xué)的檢測(cè)流程，整個(gè)檢測(cè)過程簡(jiǎn)單、快速。如通訊測(cè)試時(shí)需要檢測(cè)通訊參數(shù)，則先對(duì)終端、采集設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，測(cè)試完后進(jìn)行設(shè)備重啟，以便后續(xù)通訊測(cè)試，這樣既避免通訊測(cè)試時(shí)再次進(jìn)行通訊參數(shù)查詢，縮短了檢測(cè)時(shí)間。

3.2.2 快速檢測(cè)、準(zhǔn)確判斷故障

如果不借助檢測(cè)裝置，對(duì)于終端、采集設(shè)備中配置的參數(shù)、時(shí)鐘、存儲(chǔ)器、485端口等設(shè)備異常，只能通過現(xiàn)場(chǎng)更換終端、采集設(shè)備排除故障，勢(shì)必造成因判斷不當(dāng)拆除，或計(jì)量人員無法分揀?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)，自動(dòng)開展數(shù)據(jù)分析，且整個(gè)測(cè)試過程為傻瓜式操作，自動(dòng)逐項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果顯示在顯示屏上。

3.2.3 可操作性強(qiáng)

檢測(cè)裝置滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，外形設(shè)計(jì)上使用了手持機(jī)的方式，屬于獨(dú)立設(shè)備，可通過紅外接口和RS485接線進(jìn)行通訊測(cè)試，操作過程中不需要人工干預(yù)，自動(dòng)顯示檢測(cè)的進(jìn)度和檢測(cè)結(jié)果，操作簡(jiǎn)單，容易掌握。

4 結(jié)語(yǔ)

在配變終端、采集設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中，若無專業(yè)裝置，現(xiàn)場(chǎng)只能采用更換終端、采集設(shè)備的方式進(jìn)行排查故障，造成資源浪費(fèi)、工作效率低。本文結(jié)合工作需求，研發(fā)了一款配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，可在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)判斷故障點(diǎn)是屬于RS485布線問題還是終端、采集器故障，同時(shí)對(duì)終端、采集器的參數(shù)、時(shí)鐘等異常進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)，提高配變終端、采集設(shè)備的運(yùn)維效率，提升用電信息采集率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Q/GDW-11-099-2010，公用配變監(jiān)控終端技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[2]Q/GDW373-2009.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[3]陳盛，呂敏.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].供用電，2011，31（01）.

[4]用電信息采集信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及管理研究[J].科技廣場(chǎng)，2015，6.

[5]淺談配變監(jiān)測(cè)終端運(yùn)行中的主要問題及解決措施[J].廣西電業(yè)，2013，11.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]