配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場檢測裝置研發(fā)

斯江峰　黃太陽

【摘 要】針對公用配變、電力用戶信息采集運行維護中，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)場檢測裝置，實現(xiàn)在現(xiàn)場對配變終端、用電采集設(shè)備的電源、參數(shù)、485端口、存儲器、時鐘的自動檢測，判斷故障點，由此提高采集運維效率，提升用電信息采集率，降低采集運行成本。

【關(guān)鍵詞】配變終端；用電采集設(shè)備；現(xiàn)場檢測裝置；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

隨著堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)在我國全面展開，為加快用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，國家電網(wǎng)公司提出在全系統(tǒng)范圍內(nèi)公變、電力用戶實現(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，運行環(huán)境不佳，故障率高。遠程主站監(jiān)測到配變終端、用電采集設(shè)備不能正常采集數(shù)據(jù)，需要現(xiàn)場運維人員進行維護，需要對配變終端、采集設(shè)備的通訊狀況、設(shè)備的參數(shù)、硬件故障、RS485接線等方面是進行分析處理[3-5]，但在維護過程中缺少有效工具，只能應(yīng)用故障排除法進行處理，對于一些參數(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行的配變終端、采集設(shè)備被拆除或多次前往現(xiàn)場進行維修。本文根據(jù)實際工作需要，根據(jù)配變終端、采集設(shè)備特點，開發(fā)了一款簡易實用的檢測裝置，適用于現(xiàn)場準(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)場運行維護的工作效率。

1 現(xiàn)場檢測裝置設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

配變終端與用電采集設(shè)備現(xiàn)場檢測裝置在對終端、采集設(shè)備的檢測過程中，通過紅外通信和RS485端口進行測試。

1.2 檢測流程

在檢測過程中，為了達到檢測省時、準(zhǔn)確、操作簡單，優(yōu)化了檢測方案，按照圖2的流程進行檢測。檢測內(nèi)容主要有：

（1）電源檢測：接入電源，設(shè)備電源指示燈正常運行。

（2）參數(shù)配置檢測：主要涉及通訊參數(shù)、控制參數(shù)、表計信息等，如果錯誤就會造成配變終端、采集設(shè)備不能正常運行，可能會出現(xiàn)遠程通訊不暢、不能采集數(shù)據(jù)等故障。

（3）485端口檢測：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。

（4）存儲器檢測：對內(nèi)部FLASH和內(nèi)存芯片檢測，檢測正常則設(shè)備正常運行，否則數(shù)據(jù)不能正常存儲，上送主站數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)或空數(shù)據(jù)。

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

（6）時鐘異常檢測：時鐘芯片故障時配變終端、采集設(shè)備仍能運行，但不能正常存儲數(shù)據(jù)。

2 現(xiàn)場檢測裝置應(yīng)用

2.1 電源檢測

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)測試，判為故障，否則，進行后續(xù)測試。

2.2 采集裝置自動檢測

為便于現(xiàn)場操作，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，只要將485信號連接線與終端、采集器的485端口進行連接，紅外口對準(zhǔn)終端、采集設(shè)備，按鍵按下即可進行自動測試，并將檢測結(jié)果進行自動顯示，不需要人工參與，測試過程需要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)進行比較，如果正常，則顯示檢測成功。如不正常，需要進行校對配置。為了防止設(shè)備存在故障，校對后仍會丟失參數(shù)，進行下發(fā)硬件復(fù)位命令，使設(shè)備重新啟動，等待10秒后采集設(shè)備啟動后再次進行讀取比對。

2.2.2 485端口檢測

檢測時將檢測裝置的485端口與終端、采集設(shè)備的485端口用485信號線連接，通過紅外端口配置一塊虛擬表計參數(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)，檢測裝置通過485信號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)送的值進行比對，如果相同則認為檢測合格；如不一致或接收不到則認為485端口異常。

2.2.3 存儲器檢測

主要分參數(shù)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)檢測。此檢測過程是模擬終端、采集設(shè)備運行時的狀態(tài)進行的。參數(shù)區(qū)判斷是通過紅外下發(fā)一條表計檔案，再進行讀取，將設(shè)置內(nèi)容與讀取內(nèi)容進行比對，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)存儲的過程進行的，將檢測裝置485端口與終端、采集設(shè)備端口進行連接，采用虛擬表計的方式更改終端、采集設(shè)備時鐘進行判斷凍結(jié)數(shù)據(jù)是否正常。

2.2.4 時鐘檢測

校驗檢測裝置的時鐘為北京時間，用紅外讀取終端、采集設(shè)備的時鐘，與檢測裝置的時鐘進行比對，如不一致則進行設(shè)置校時，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 通信測試

終端、采集裝置自動檢測過程中，對終端、采集設(shè)備的通訊參數(shù)進行配置，檢測完成后對終端、采集設(shè)備進行硬件復(fù)位，終端、采集設(shè)備自動登陸連接主站，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卡拆下利用檢測裝置進行檢測；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)場檢測裝置特點

3.1 外形結(jié)構(gòu)特點

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)計上采用自動檢測，不需要人工干預(yù)。操作簡單，與龐大測試臺相比，更適合維護人員在現(xiàn)場使用，且不用將終端、采集設(shè)備拆回分析。

3.2 功能特點

3.2.1 采用流程化方式檢測

在檢測時，通過對終端、采集設(shè)備的運行特點，對各異常進行測試，并對參數(shù)、時鐘異常進行修復(fù)。為避免重復(fù)操作，制定了科學(xué)的檢測流程，整個檢測過程簡單、快速。如通訊測試時需要檢測通訊參數(shù)，則先對終端、采集設(shè)備進行自動測試，測試完后進行設(shè)備重啟，以便后續(xù)通訊測試，這樣既避免通訊測試時再次進行通訊參數(shù)查詢，縮短了檢測時間。

3.2.2 快速檢測、準(zhǔn)確判斷故障

如果不借助檢測裝置，對于終端、采集設(shè)備中配置的參數(shù)、時鐘、存儲器、485端口等設(shè)備異常，只能通過現(xiàn)場更換終端、采集設(shè)備排除故障，勢必造成因判斷不當(dāng)拆除，或計量人員無法分揀。現(xiàn)場檢測裝置可實現(xiàn)自動獲取數(shù)據(jù)，自動開展數(shù)據(jù)分析，且整個測試過程為傻瓜式操作，自動逐項進行檢測，并將檢測結(jié)果顯示在顯示屏上。

3.2.3 可操作性強

檢測裝置滿足實際應(yīng)用的需求，外形設(shè)計上使用了手持機的方式，屬于獨立設(shè)備，可通過紅外接口和RS485接線進行通訊測試，操作過程中不需要人工干預(yù)，自動顯示檢測的進度和檢測結(jié)果，操作簡單，容易掌握。

4 結(jié)語

在配變終端、采集設(shè)備運行維護中，若無專業(yè)裝置，現(xiàn)場只能采用更換終端、采集設(shè)備的方式進行排查故障，造成資源浪費、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)場檢測裝置，可在現(xiàn)場自動判斷故障點是屬于RS485布線問題還是終端、采集器故障，同時對終端、采集器的參數(shù)、時鐘等異常進行自動修復(fù)，提高配變終端、采集設(shè)備的運維效率，提升用電信息采集率。

【參考文獻】

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[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）.

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[5]淺談配變監(jiān)測終端運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]