一種終端自停自動篩選的研究

葉麗娟 張青

摘要：本文主要研究了對終端自停進行自動篩選的一種方法。按傳統運維模式，終端自停需現場檢查并在系統標識，效率較低。有別于傳統終端運維方式，本文提到的技術措施通過對電表和終端的電壓、電流、對應開關的狀態進行判斷，形成判定依據并輸出到計量自動化系統上進行標識，能夠極大的提高工作效率。能夠在終端運維工作中幫助計量運維人員快速、準確定位真正的故障點，實現精準運維的目的。

關鍵詞：智能終端故障自停電壓、電流

Abstract： This paper mainly studies a method of automatic screening for terminal self-stop. In traditional O&M mode， the automatic shutdown of the terminal requires on-site inspection and identification in the system， which is inefficient. Different from the traditional terminal O&M mode， the technical measures mentioned in this paper can greatly improve the work efficiency by judging the voltage and current of the meter and terminal and the state of the corresponding switch， forming the judgment basis and outputting it to the metering automation system for identification. It can help the metering operation and maintenance personnel quickly and accurately locate the real fault point in the terminal operation and maintenance work， so as to achieve the purpose of accurate operation and maintenance.

Key Words： Intelligent terminal; Fault; Self-stop;Voltage; Electric current

為了提升終端遠程抄表的準確性，需要運維人員通過現場運維對離線的終端進行處理，確保終端上線率。終端離線大致可以將其分為以下四類：一次回路故障、計量回路故障、終端或電表故障、用戶自停。對于用戶自行停電導致負控終端沒有驅動電源離線的情況，這種不屬于終端或計量回路本身的故障，僅需要現場核實并在計量自動化系統中予以標識，并不需要現場運維。為了提高工作效率，本文提供了一種技術措施快速排查篩選出用戶自停的終端[1]。

1運維工作現狀

1.1 運維工作步驟

目前，計量班組針對終端、電表故障等現象處理步驟主要如下。

（1）網上召測數據進行分析、排查。

（2）網上統計離線終端數。

（3）分析判斷出哪些失壓失流、無負荷及離線。

（4）去到現場運維，逐一核查故障點。

（5）得出設備故障、電壓電流回路不正確、無信號以及用戶自停等結論。

1.2影響采集成功率的因素

目前，用電信息采集系統普遍采用RS485通信（部分地區使用的是小無線通信方式）和移動GPRS無線通信的二級通信方式，高壓用電信息采集系統的通信方式，其中任意級通信方式出現問題均會影響用電信息采集成功率。通訊故障包括通信模塊故障、RS485通信故障、移動信號差、移動SIM卡故障、現場終端數設置錯誤、主站系統中參數設置錯誤[2]。

2終端自停判定方法分析

2.1 外置傳感器進行判定及詳細方案

2.1.1 外置傳感器的判定

用戶自停：用戶開關斷開（手動斷開）。

線路故障：用戶開關斷開（自動跳閘）。

終端故障：用戶開關閉合，不斷開。

由于線路故障考慮短路電流，斷線失壓等多種情況，故將線路故障歸納為用戶自停。

判斷依據：用戶開關斷開+終端三相失壓=用戶自停;用戶開關未斷開+終端離線=終端故障

如果終端和用戶開關隔得不遠，位移傳感器裝設于用戶開關動靜觸頭，可采用485線將位移傳感器的數字信號傳送于終端，進而傳回系統。

2.1.2 方案詳細分析

（1）當終端失壓后，如何將信號傳輸回計量系統（已解決：經詢問廠家，終端在失壓后會啟用電池進行3min左右的保持，在這期間會將信息傳回系統）。

（2）在終端失壓時，如何將電信號和位移傳感器信號同步傳回系統（已解決：通過系統后臺中代碼編寫可以實現）。

（3）位移傳感器如何驅動，電能從何而來（已解決：可以從終端55、56端口引入12V直流電壓）。

（4）傳感器的485線接入到終端哪個位置，“0 1”如何傳輸到系統后臺（接入到終端的rs485-3“上傳”端口處）。

（5）自停用戶基數小，如果每個用戶都裝設一個傳感器，不經濟。

（6）產權問題，對于專變，用戶是否會同意在用戶開關裝設傳感器。

針對以上問題，故衍生以下方案。

2.2 “主、備終端相結合”判定方法（僅針對交易戶）

不需要硬件布置，只需后臺軟件編輯即可。廣東地區率先實行了交易用戶，即雙表雙終端。根據概率計算，兩個終端同時黑屏（后臺顯示離線）可能性不大，故可區分終端離線故障和用戶自停。

2.2.1判斷依據

終端1三相失壓+終端2三相失壓=用戶自停（與門）。

用戶自停的充分不必要條件是電表三相失壓。以下情況判斷依據均可滿足要求。

2.2.2高供高計

（1）出線側開關不斷開，但用戶不用電。

（2）出線開關斷開，即變壓器空載運行，這種情況歸納為用戶不用電，不屬于用戶自停。

（3）斷開計量點前方開關，變壓器停電，即用戶自停。

上述（1）和（2）兩種情況電表都會有少許電流，即變壓器損耗會產生少許電流，但有電壓，終端正常運行。第三種情況電表三相失壓，即為用戶自停。

2.2.3高供低計

（1）出線側開關不斷開，但用戶不用電。

（2）出線開關斷開，但電表有電壓，這種情況歸納為用戶不用電，不屬于用戶自停。

（3）斷開計量點前方開關，即用戶自停。

上述（1）和（2）兩種情況電表電流為零，但有電壓，終端正常運行。第三種情況電表三相失壓，即為用戶自停。

除開判斷依據，雙表雙終端三相失流、失壓這一種情況，其余如某相失流或失壓，均為故障排查范疇。

2.3 “終端本身數據相結合”判定方法

2.3.1 用戶自停

用戶可以選擇自愿辦理停機服務。

2.3.2終端死機導致終端離線

終端死機導致終端離線，停止服務。

2.3.3天線信號、模塊或sim卡等永久故障導致終端離線

終端本身可設置電壓電流采集點上傳至后臺用作分析判斷，當終端開始失流失壓的一瞬間，終端馬上上傳一次電流電壓數據，終端備用電池可繼續顯示3min左右（此時備用電池仍有電量）。終端內部可設置軟件看門狗，軟件看門狗的好處是不需要提供電源，僅在CPU中提取電壓、電流的邏輯關系即可。軟件看門狗通過“電壓、電流比較”的方法來進行喂狗，不需要硬件設施，只需要調用終端CPU采集到的電壓、電流量，在注冊表中寫入相關的電壓、電流比較程序[3]。如果終端電壓、電流不滿足同時為零則進行喂狗，不動作;如果電壓、電流同時為零則強制終端重啟，軟件看門狗的作用就是防止程序發生死循環或程序跑飛等現象。當檢測到終端三相電壓、電流作為軟件看門狗的輸入端，測量比較電壓、電流為零構成與門，輸出端到CPU電源復位重啟，終端再一次上傳數據。后臺通過編程兩次終端電壓電流和電表數據均缺失才認定用戶自停[4]。

2.3.4 判定依據

本身電壓電流、電表數據、軟件看門狗可作以下判據。

（1）如果重啟成功并有電表數據即可判定為終端臨時故障，不做其他處理。

（2）如果重啟成功終端本身無三相電壓+無電表數據=用戶自停（與門）。

（3）如果重啟成功終端本身有三相電壓+無電表數據=電表故障或485線故障（與門）。

（4）如果重啟不成功即為終端永久死機故障（因當終端上電時會給4.8V、600mah備用電池進行充電，所以備用電池無電的概率很低）、天線信號、模塊或sim卡故障。

2.3.5 重啟顯示

第三方案能很好的區別出終端自停與其他各種故障，根據各種結果可在系統上逐一顯示，顯示如下。

（1）重啟成功有電表和終端數據不作任何顯示。

（2）重啟成功終端有數據，電表無數據可標識“電表故障或485線故障”。

（3）重啟成功終端無數據，電表無數據可標識“終端自停”。

（4）重啟不成功則為終端故障。

漏洞：如果（終端離線或終端故障或電池無電）和用戶自停二者同時發生，該判據不會認定終端自停，致使漏報。

3結論

傳統運維終端自停故障，運維人員在計量系統上篩選出離線數，然后去現場運維發現是否為自停，如果確是自停，由我們給用戶在系統上報自停。相對于傳統運維方式，本文提出了一種能通過電壓、電流等一些電氣量形成判據來自動篩選出終端自停，提高了工作效率。本次探討的僅是專變用戶，可作以下結論[5]。

“主、備終端相結合”判定方法：終端1三相失壓+終端2三相失壓=用戶自停（與門）（兩個電表同時失壓失流、故障或485線同時損壞或兩個終端同時故障離線，可能性較小），但該判定方法僅適用雙終端用戶。

“終端本身數據相結合”判定方法：終端本身電壓電流、電表數據及軟件看門狗來作為判定依據具有一定的可行性，但由于現場環境復雜，軟件看門狗不一定能使終端重啟成功。

難點[6]。

目前，終端重啟只能通過電源電壓，與廠家溝通是能夠用電池進行重啟。

軟件看門狗重啟終端可靠性不能得到保證。

4結語

本文提到的識別終端自停方法，雖然理論上能區分出各種故障和終端自停并在系統上加以標識。但實際環境復雜，終端各種情況均會出現。希望通過后續運維能將第三判定方法用于實踐，檢驗其可行性，讓系統更加智能化。如果實際條件允許的情況下，也能引入硬件外置看門狗，軟、硬件二者相配合，提高了重啟的可靠性，使各個電氣設備在電力物聯網大環境下緊密結合，能真正為防風防提供可靠數據支撐。

參考文獻

[1]劉常.電能計量裝置故障診斷與狀態評估建模研究[D].武漢：華中科技大學，2019.

[2]曾崇立.變電站電能計量監測與電量退補的工程研究[D].廣州：廣東工業大學，2019.

[3]張雪琦.寬帶微功率通信模塊應用層設計及實現[D].重慶：重慶郵電大學，2020.

[4]呂國華.電能計量裝置在線監測系統研究[D].南昌：南昌大學，2020.

[5]葉友金.電力互聯互通項目全過程管理研究[D].昆明：昆明理工大學，2020.

[6]儀孝光.面向智慧城市的多表合一信息采集系統設計及應用研究[D].濟南：山東大學，2019.