電力負荷管理終端的檢測

王周虹

（臺州電業(yè)局，浙江 臨海 317000）

為了加強電力需求側(cè)管理，積極穩(wěn)妥地應(yīng)用錯峰、避峰、移峰等用電技術(shù)手段，做好有序用電，實現(xiàn)供用電秩序的基本穩(wěn)定，在電能量采集和電力負荷控制中廣泛應(yīng)用了電力負荷管理終端。雖然電力負荷管理終端具有諸多優(yōu)點，但也出現(xiàn)了死機、黑屏、亂碼、丟失數(shù)據(jù)、通信不暢等一系列質(zhì)量問題；同時由于新一代電力負荷管理系統(tǒng)集數(shù)字通訊、計算機軟/硬件、電能計量、負荷控制等多學(xué)科技術(shù)于一體，因此在安裝之前必須進行主要性能和功能測試。

1 電力負荷管理終端特點

新一代負荷管理終端通過自身計量或者采集電表數(shù)據(jù)，實現(xiàn)用戶遙測信息和電能量數(shù)據(jù)的遠程采集，并能實現(xiàn)負荷控制、防竊電等功能。遠程通道有GPRS，CDMA和短信、普通撥號MODEM等多種選擇方式，可以實現(xiàn)異常信息的及時自動上報；具有紅外/RS232本地維護接口；具有遠程維護升級功能；能夠適應(yīng)現(xiàn)場各種惡劣的運行環(huán)境。

2 終端檢測方法

為了全面、準(zhǔn)確、客觀地對終端產(chǎn)品進行綜合評估，按照《用電現(xiàn)場服務(wù)與管理系統(tǒng)終端技術(shù)條件》編寫檢測方案及測試用例細化測試方法，組建符合規(guī)約功能測試的檢測平臺。負荷管理終端的檢測內(nèi)容包含功能檢測和性能試驗2部分。

2.1 測試平臺

模擬現(xiàn)場負荷管理終端使用環(huán)境及應(yīng)用流程，將檢測主機（主站系統(tǒng)或主站測試軟件）、被測試終端、輸入信號源（三相電壓和電流、脈沖輸入）、電能表（至少2塊不同規(guī)約）和相應(yīng)信道連接成測試應(yīng)用系統(tǒng)（見圖1），利用GPRS/CDMA通信方式對終端各項功能進行檢測。

2.2 功能檢測項目和方法

負荷管理終端功能檢測的主要測試項目包括基本功能和擴展功能的測試，其中基本功能測試為數(shù)據(jù)抄錄和存儲功能、設(shè)備對時、電壓質(zhì)量測量、故障檢測和報警功能等；擴展功能測試為設(shè)備采樣精度、自動控制、遙控功能、二次回路檢測及報警功能等。

圖1 測試應(yīng)用系統(tǒng)

2.2.1 終端抄表（GPRS信道）

項目要求：能抄錄正向及反向電量；總、尖、峰、平、谷有功需量；感性無功、容性無功以及電壓、電流、費率、時段等數(shù)據(jù)。

測試方法：

（1）按順序發(fā)出1條召測命令。

（2）收到終端的召測應(yīng)答后，解析出應(yīng)答內(nèi)容，與數(shù)據(jù)庫模擬表最近一次凍結(jié)的相關(guān)項目的數(shù)據(jù)比較，數(shù)據(jù)一致為合格。

（3）如果等待30 s終端無應(yīng)答，則重發(fā)該條命令。

（4）終端正確應(yīng)答或3次發(fā)送無正確應(yīng)答，則發(fā)送下一條召測命令。

評判標(biāo)準(zhǔn)：所有召測項目都正確返回且數(shù)據(jù)與模擬表凍結(jié)內(nèi)容一致為合格，任一項目無返回或內(nèi)容不一致為不合格。

2.2.2 數(shù)據(jù)存儲（GPRS信道）

項目要求：數(shù)據(jù)存儲2個抄表周期電量（月末或抄表日零點數(shù)據(jù)）；正向及反向電量；有功-總、尖、峰、谷、平、需量；無功-感性無功，容性無功。

測試方法：

（1）清除終端歷史數(shù)據(jù)。

（2）更改時間，把終端時鐘改為正常時鐘。

（3）讀任務(wù)狀態(tài)字。

（4）讀任務(wù)配置。

（5）設(shè)置任務(wù)。

（6）更改任務(wù)控制字。

（7）更改時間至任務(wù)執(zhí)行前，然后等待任務(wù)完成，重復(fù)N次，以完成N次任務(wù)。

（8）讀任務(wù)數(shù)據(jù)，共讀N次、N條。

（9）恢復(fù)任務(wù)，把步驟4讀出的任務(wù)重新寫回終端。

（10）恢復(fù)任務(wù)狀態(tài)字，把步驟3讀出的任務(wù)狀態(tài)字重新寫回終端。

（11）恢復(fù)時間。

評判標(biāo)準(zhǔn)： 步驟 2，3，4，5，6，7，9任一步不成功即判不合格；只要抄收到N條任務(wù)數(shù)據(jù)即判合格。

2.2.3 電表設(shè)置改變情況檢測、報警功能

項目要求：檢測電能表的參數(shù)設(shè)置改變情況（包括手動需量復(fù)零、時段、費率、脈沖常數(shù)等設(shè)置）。并將發(fā)生時間、前/后設(shè)置參數(shù)、前/后電量上報主站。

測試方法：控制信號源輸出設(shè)定的電壓、電流、相位，當(dāng)終端通過485抄收電量時，模擬表應(yīng)答的表參數(shù)如需量復(fù)零、時段、費率、脈沖常數(shù)等與上次不同，即終端應(yīng)有相應(yīng)的事件發(fā)生。

評判標(biāo)準(zhǔn)：在異常發(fā)生6 min內(nèi)能讀取到正確的告警，判定測試合格，否則判此項不合格。

2.2.4 電壓質(zhì)量測量及合格率判斷功能

項目要求：每15 min測量一次電壓，分別記錄超上/下限的超標(biāo)次數(shù)（點）和最大值、最小值及發(fā)生的時間并每日主動上報。終端保存最近10天的判斷信息。

測試方法：

（1）清除終端歷史數(shù)據(jù)。

（2）控制檢驗裝置輸出電壓大于合格電壓上限（如120%Un）或小于合格電壓下限（如80%Un），持續(xù)16 min。

（3）更改終端時間到當(dāng)日零點前1 min。

（4）等待終端時鐘過零點凍結(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)。

（5）讀取終端上日電壓超上限次數(shù)、上日電壓超下限次數(shù)。

（6）恢復(fù)終端時鐘。

評判標(biāo)準(zhǔn)：能夠讀取到正常凍結(jié)數(shù)據(jù)即認為測試合格；無法讀取到相關(guān)凍結(jié)數(shù)據(jù)或者沒有凍結(jié)數(shù)據(jù)均認為不合格。

2.2.5 對時功能

項目要求：終端每日與主站對時1次，對時誤差應(yīng)小于±1 s；允許終端每日對電能表校時1次，對時誤差小于±1 s為合格。

測試方法：

（1）讀終端時間，在5 s內(nèi)收到終端應(yīng)答為有效，計算出終端的通訊延時N1。

（2）采用寫對象參數(shù)命令更改終端時間，20 s內(nèi)收到確認進入下一步，否則結(jié)束對時。

（3）讀終端時間，計算終端時間與標(biāo)準(zhǔn)時間的時差N2，超過3 s為不合格。

評判標(biāo)準(zhǔn)：所有步驟成功且實時寫對象對時后，比較計算機與終端的時差在1 s以內(nèi)為合格。

2.2.6 電壓、電流采樣精度

項目要求：電壓測量精度50%Un-120%Un，不低于1級，誤差要求±（1%Rd＋1）V；電流測量范圍1～6 A，電流測量精度不低于2級，誤差要求±（2%Rd＋0.01）A。

測試方法：

（1）電壓測量值：額定電壓的 80%，100%，120%；持續(xù)2 min等待終端采樣穩(wěn)定；

（2）電流測量值：額定電流的 30%，100%，120%，持續(xù)2 min等待終端采樣穩(wěn)定。

評判標(biāo)準(zhǔn)：讀取終端測量點電壓/電流（被測值）和標(biāo)準(zhǔn)測量單元電壓/電流（標(biāo)準(zhǔn)值），計算引用誤差，Err=（被測值-標(biāo)準(zhǔn)值）/量程×100。電壓測量精度不低于1級，電流測量精度和功率測量精度不低于2級。如果有1個測試點不合格，則判定該測試項目不合格。

2.2.7 遙控功能

項目要求：遙控功能主站可對終端編組進行群組遙控，也可對單個終端遙控。

測試方法：

（1）進入遙控跳閘測試，依次發(fā)送一輪、二輪遙控跳閘命令，終端在收到命令后應(yīng)該有跳閘告警和跳閘繼電器動作。

（2）測試完成后發(fā)送遙控合閘命令，恢復(fù)終端的狀態(tài)。

評判標(biāo)準(zhǔn)：測試軟件能夠接收到終端的遙控跳閘告警事件，且測試設(shè)備能夠檢測到終端跳閘繼電器的動作，則認為測試合格。

2.2.8 臨時限電控制功能

項目要求：能依據(jù)用戶當(dāng)前功率，下達臨時限電指標(biāo)、臨時限電時間，并能遠程設(shè)置最低負荷。

測試方法：

（1）控制信號源輸出電壓為100%、電流為100%；延時180 s使終端采集的功率達到穩(wěn)定。

（2）設(shè)置臨時限電規(guī)則為此時功率的80%。

（3）延時60 s，控制信號源輸出功率為額定功率的75%；延時10 min，此時終端不應(yīng)該有跳閘和告警發(fā)生。

（4）輸出功率為額定功率的100%，延時30 min，此時終端應(yīng)該有跳閘和告警發(fā)生。

評判標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)設(shè)備輸出功率小于控制功率時，終端不應(yīng)該有跳閘告警事件發(fā)生；當(dāng)輸出功率大于控制功率時，終端應(yīng)該有跳閘告警事件以及跳閘繼電器的動作。滿足上述條件時認為測試合格。

除上述項目外，還需檢測負荷管理終端的其他功能，如報警功能，包括三相負荷不平衡檢測、負荷過載檢測、門節(jié)點變化、示度電量下降、電表設(shè)置改變、表計停走或飛走故障、停電、上電、電壓斷相、電壓缺相、電壓逆相序、電流反極性、TA二次短路、TA二次開路、三相負荷不平衡、無功過補償和欠補償?shù)?。另外還要進行負荷終端控制功能、終端任務(wù)上傳功能檢測等。

2.3 性能檢測

負荷管理終端的性能試驗項目包括：電氣性能試驗、安全性能試驗、高/低溫試驗、電磁兼容試驗等。

2.3.1 供電方式

項目要求：必須使用三相供電，在斷相情況下，交流電源還能維持終端正常工作。

測試方法：

（1）對于三相四線終端，去掉電池，將A相、B相、C相電壓的其中兩相調(diào)至零，另一相調(diào)至100%Un（100%）。

（2）對于三相三線終端，去掉電池，將Uab調(diào)至零，Ucb調(diào)至100%Un（100%），或?qū)cb調(diào)至零，Uab調(diào)至 100%Un（100%）。

評判標(biāo)準(zhǔn)：持續(xù)供電2 min后，讀取終端時間。如果終端能返回時間，則判定該點測試合格；如果在測試時間范圍之內(nèi)未返回則為不合格。

2.3.2 供電電壓

項目要求：供電電壓在正負偏差絕對值小于或等于額定電壓20%能正常工作為合格。

測試方法:

（1）對于三相四線終端，去掉后備電池，將A相、B相、C相電壓的其中兩相調(diào)至80%Un，另一相調(diào)至120%Un。

（2）對于三相三線終端：去掉后備電池，將Uab和Ucb調(diào)至80%Un或?qū)?Ucb和 Uab調(diào)至120%Un。

評判標(biāo)準(zhǔn)：持續(xù)供電2 min后，讀取終端時間。如果終端能返回時間，則判定該點測試合格；如果在測試時間范圍之內(nèi)未返回則為不合格。

2.3.3 安全性能

（1）絕緣強度符合要求，采用搖表進行測試；絕緣電阻≥500 MΩ。

（2）工頻耐壓：采用耐壓測試儀不帶電測試；50 Hz，2 kV，1 min不擊穿。

2.3.4 高/低溫試驗

測試方法：在-20～50℃工作溫度下分別測試4 h。要求通信、數(shù)據(jù)采集、處理和存儲以及控制功能正常，計量精度滿足對應(yīng)要求。

2.3.5 電磁兼容

（1）靜電放電抗擾度：用8 kV電壓直接和間接對外殼及485通信接口進行放電，要求設(shè)備能正常通信和工作。

（2）浪涌抗擾度：電源回路用4 kV共模、2 kV差模，狀態(tài)信號輸入回路為1 kV共模，對指定回路施加干擾，干擾過程中應(yīng)能正常通信和工作。

（3）電壓暫降和短時跌落：使用周波跌落測試儀施加干擾，觀察干擾時狀態(tài)并對恢復(fù)后數(shù)據(jù)進行召測和比對。不應(yīng)發(fā)生死機、錯誤動作或損壞，電源電壓恢復(fù)后存儲數(shù)據(jù)無變化，工作正常。

（4）工頻磁場抗擾度：施加400 A/m干擾，要求干擾過程中能正常通信和工作。

3 結(jié)語

通過對負荷管理終端進行功能檢測和性能試驗，可以保證其穩(wěn)定可靠運行，保證信息采集的準(zhǔn)確性，更好地為電力營銷服務(wù)。

[1]DL/T 533-2007電力負荷管理終端[S].北京：中國電力出版社，2007.