CN103513134B - 电力现场终端故障综合诊断装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力现场终端故障综合诊断装置及方法，装置包括手持终端、RS485适配器、载波抄控器和高频探头组，RS485适配器、载波抄控器和高频探头组分别与手持终端相连接，RS485适配器还通过RS485总线与电力现场终端进行通讯，载波抄控器还通过电力电缆线与电力现场终端的电源线上，高频探头组与电力现场终端的GPRS通讯模块无线连接。本发明为手持终端，方便携带，且功能强大，使用方便，能够及时的对电力现场终端在现场出现的故障进行诊断，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及了一种电力现场终端故障综合诊断装置及方法，属于电力系统技术领域。
背景技术
随着电力技术的快速发展，电力用户对电力现场终端出现的故障，及时的发现处理的要求越来越高，电力现场终端在现场常常会出现部分电表抄收失败的问题，如通讯故障、电磁干扰、终端抄表数据误差等现象，传统的电力现场终端故障诊断装置的诊断功能过于单一，有的只是满足通讯故障的诊断、有的终端抄表数据出现的故障的诊断，不适用于电力现场终端多种故障的综合诊断，需要多台设备进行诊断，连线复杂，操作复杂，使用不方便，整机的体积过大，不方便携带，不能及时的对电力现场终端在现场出现的故障进行诊断。
发明内容
本发明的目的克服现有技术中的传统的电力现场终端故障诊断装置功能单一，连线复杂，不方便携带，不能及时的对电力现场终端在现场出现的故障进行诊断的问题。本发明的电力现场终端故障综合诊断装置及方法，为手持终端，方便携带，且功能强大，使用方便，能够及时的对电力现场终端在现场出现的故障进行诊断，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种电力现场终端故障综合诊断装置，其特征在于：包括手持终端、RS485适配器、载波抄控器和高频探头组，所述RS485适配器、载波抄控器和高频探头组分别与手持终端相连接，所述RS485适配器还通过RS485总线与电力现场终端进行通讯，所述载波抄控器还通过电力电缆线与电力现场终端的电源线上，所述高频探头组与电力现场终端的GPRS通讯模块无线连接，与RS485适配器、高频探头组相通讯的电力现场终端的后端连接有电表，与载波抄控器相连接的电力现场终端的后端通过采集器与电表相连接。
前述的电力现场终端故障综合诊断装置，其特征在于：所述手持终端包括CPU、电源变换单元、电池、电池容量检测单元、数据总线接口、无线模块、通道转换接口、实时时钟单元、JTAG、矩阵键盘单元，所述电池通过电源变换单元提供工作电源，所述电池还通过电池容量检测单元与CPU相连接，所述数据总线接口、无线模块、通道转换接口、JTAG、实时时钟单元、矩阵键盘单元分别与CPU相连接，所述通道转换接口后端连接有RS232接口、RS485接口、电流环接口和红外接口；所述数据总线接口包括图像电子LCD接口、NOR FLASH接口、NAND FLASH接口、SRAM接口、D12接口。
前述的电力现场终端故障综合诊断装置，其特征在于：所述高频探头组由多个8502A高频探针构成。
基于上述的电力现场终端故障综合诊断装置的诊断方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），建立诊断连接，将手持终端通过RS485适配器与电力现场终端的RS485接口相连接；手持终端通过高频探头组与电力现场终端的GPRS通讯模块建立无线通讯；手持终端通过载波抄控器与电力现场终端的电源线相连接；
步骤（2），对电力现场终端的RS485通讯故障诊断，记录诊断信息；
步骤（3），对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断，记录诊断信息；
步骤（4），对电力现场终端的载波通讯故障诊断，记录诊断信息；
步骤（5），对电力现场终端的电磁干扰诊断，记录诊断信息；
步骤（6），对电力现场终端的抄表数据问题诊断，记录诊断信息；
步骤（7），读取电力现场终端的时钟数据，与手持终端时钟进行比对，对电力现场终端进行校时操作。
前述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（2），对电力现场终端的RS485通讯故障诊断的方法如下，
（1）手持终端选择与对应的电力现场终端后端连接的电表对应的电表通信规约，进行电表的抄读测试；；
（2）若抄读成功，则进行（3）；若抄读不成功，则电表的RS485接口出现故障，更换电表，重复（1），直到抄读成功；
（3）手持终端对电力现场终端进行穿透抄读，记录该电力现场终端下的电表数据，实现点对点通信功能测试；
（4）若穿透抄读成功，则电力现场终端的RS485通讯正常；若穿透抄读不成功，则电力现场终端到电表的线路出现故障，更换电表与电力现场终端之间的连接，重复（3），直到穿透抄读成功；
（5）手持终端通过调节RS485适配器的阻值，测试RS485总线的驱动能力。
前述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（3），对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断的方法为，
（1）手持终端检查通信参数设置是否正确；
（2）若正确，则执行（3）；若不正确，重新设置通信参数，并与主站通信成功，重复（1），直到手持终端检查通信参数设置正确；
（3）手持终端的无线模块读取对应的电力现场终端的信号强度，并得出接收的信号强度的强度等级；
（4）根据接收的信号强度的强度等级，判断当地运营商的信号场强，若强度等级低，则需要断当地运营商加装信号放大器；
（5）手持终端检查SIM卡的好坏，若SIM卡坏，更换SIM卡；
（6）再次判断手持终端检测是否与主站通信成功，若通信成功，电力现场终端的GPRS通讯正常；若通信失败，则返回（1）。
前述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：所述信号强度的强度等级包括无信号、弱、一般、良好和强五个等级，当信号强度小于等于5dBm判断为无信号，大于5dBm小于等于12dBm判断为弱，大于12dBm小于等于18dBm判断为一般，大于18dBm小于等于24dBm判断为良好，大于24dBm判断为强，若为无信号、弱强度等级时，需要当地运营商加装信号放大器。
前述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（4），对电力现场终端的载波通讯故障诊断的方法为手持终端读取与对应的电力现场终端后端连接的采集器的电表参数报文，验证电力现场终端到采集器载波通讯功能，对采集器连接的电表发送抄读报文，实现电力现场终端到电表的点对点通信；手持终端监测电力电缆线上的载波报文，通过对载波报文的分析，判断是否抄表成功，实现载波通讯故障诊断。
前述的的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（5），对电力现场终端的电磁干扰诊断的方法为，
（1）手持终端通过高频探头组采集对应的电力现场终端的电磁辐射值；
（2）手持终端将高频探头组的采集信号进行A/D转换；
（3）对采样值进行离散快速傅里叶变换，获取采集信号在GB9254-2008的要求30MHz～1000MHz频段内频谱分布值；
（4）将上述的频谱分布值的最大峰值、对应频率显示在手持终端上；
（5）当最大峰值超越GB9254-2008限值时，其中在30～230MHz为40dBμV/m，在230～1000MHz为47dBμV/m，电力现场终端的辐射限值超标，出现电磁干扰故障。
前述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（6），对电力现场终端的抄表数据问题诊断方法为，
（1）手持终端分别读取对应的电力现场终端、电力现场终端后端连接电表的历史运行数据，进行比较分析，验证电力现场终端抄读电表的一致性，若一致，则电力现场终端的抄表数据正常；若不一致，则电力现场终端的抄表数据出现故障，执行（2）；
（2）手持终端读取对应的电力现场终端的通信日志、事件记录、分析故障出现原因，找出抄读电表的漏抄数据。
本发明的有益效果是：本发明的电力现场终端故障综合诊断装置及方法，为手持终端，方便携带，且功能强大，使用方便，能够及时的对电力现场终端在现场出现的故障进行诊断，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的电力现场终端故障综合诊断装置的系统框图。
图2是本发明的手持终端的系统框图。
图3是本发明的对电力现场终端的RS485通讯故障诊断的方法的的流程图。
图4是本发明对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断方法的流程图。
图5是本发明对电力现场终端的电磁干扰诊断方法的流程图。
图6是本发明对电力现场终端的抄表数据问题诊断方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种电力现场终端故障综合诊断装置，包括手持终端、RS485适配器、载波抄控器和高频探头组，RS485适配器、载波抄控器和高频探头组分别与手持终端相连接，RS485适配器还通过RS485总线与电力现场终端进行通讯，载波抄控器还通过电力电缆线与电力现场终端的电源线上，高频探头组与电力现场终端的GPRS通讯模块无线连接，与RS485适配器、高频探头组相通讯的电力现场终端的后端连接有电表，与载波抄控器相连接的电力现场终端的后端通过采集器与电表相连接。
所述高频探头组由多个8502A高频探针构成，8502A高频探针具有良好的频谱特性，是Agilent公司制造的，价格适中，方便使用。
所述RS485适配器为UTEK公司的UT-9902；所述载波抄控器为东软公司载波操控器。
所述手持终端为BT3000E型号的手持终端，包括CPU、电源变换单元、电池、电池容量检测单元、数据总线接口、无线模块、通道转换接口、实时时钟单元、矩阵键盘单元，所述电池通过电源变换单元提供工作电源，所述电池还通过电池容量检测单元与CPU相连接，所述数据总线接口、无线模块、通道转换接口、实时时钟单元、矩阵键盘单元分别与CPU相连接，所述通道转换接口后端连接有RS232接口、RS485接口、电流环接口和红外接口；所述数据总线接口包括图像电子LCD接口、NOR FLASH接口、NAND FLASH接口、SRAM接口、D12接口，其中D12接口用于外接USB口用上位PC机通信。
基于上述的电力现场终端故障综合诊断装置的诊断方法，包括以下步骤，
步骤（1），建立诊断连接，将手持终端通过RS485适配器与电力现场终端的RS485接口相连接；手持终端通过高频探头组与电力现场终端的GPRS通讯模块建立无线通讯；手持终端通过载波抄控器与电力现场终端的电源线相连接；
步骤（2），对电力现场终端的RS485通讯故障诊断，记录诊断信息，如图3所示，对电力现场终端的RS485通讯故障诊断的方法如下，
（1）手持终端选择与对应的电力现场终端后端连接的电表对应的电表通信规约，进行电表的抄读测试；；
（2）若抄读成功，则进行（3）；若抄读不成功，则电表的RS485接口出现故障，更换电表，重复（1），直到抄读成功；
（3）手持终端对电力现场终端进行穿透抄读，即手持终端通过红外接口对电力现场终端发红外电表数据抄读命令，电力现场终端响应命令，将自身作为数据收发的硬件通道，传送数据，记录该电力现场终端下的电表数据，实现点对点通信功能测试；
（4）若穿透抄读成功，则电力现场终端的RS485通讯正常；若穿透抄读不成功，则电力现场终端到电表的线路出现故障，更换电表与电力现场终端之间的连接，重复（3），直到穿透抄读成功；
（5）手持终端通过调节RS485适配器的阻值，测试RS485总线的驱动能力；
步骤（3），对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断，记录诊断信息，如图4所示，对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断方法为，
（1）手持终端检查通信参数设置是否正确；
（2）若正确，则执行（3）；若不正确，重新设置通信参数，并与主站通信成功，重复（1），直到手持终端检查通信参数设置正确；
（3）手持终端的无线模块读取对应的电力现场终端的信号强度，并得出接收的信号强度的强度等级；
（4）根据接收的信号强度的强度等级，判断当地运营商的信号场强，若强度等级低，则需要断当地运营商加装信号放大器；
这里的信号强度的强度等级包括无信号、弱、一般、良好和强五个等级，当信号强度小于等于5dBm判断为无信号，大于5dBm小于等于12dBm判断为弱，大于12dBm小于等于18dBm判断为一般，大于18dBm小于等于24dBm判断为良好，大于24dBm判断为强，若为无信号、弱强度等级时，需要当地运营商加装信号放大器；
（5）手持终端检查SIM卡的好坏，若SIM卡坏，更换SIM卡；
（6）再次判断手持终端检测是否与主站通信成功，若通信成功，电力现场终端的GPRS通讯正常；若通信失败，则返回（1）；
步骤（4），对电力现场终端的载波通讯故障诊断，记录诊断信息，载波通讯故障诊断为手持终端读取与对应的电力现场终端后端连接的采集器的电表参数报文，验证电力现场终端到采集器载波通讯功能，对采集器连接的电表发送抄读报文，实现电力现场终端到电表的点对点通信；手持终端监测电力电缆线上的载波报文，通过对载波报文的分析，判断是否抄表成功，实现载波通讯故障诊断。
步骤（5），对电力现场终端的电磁干扰诊断，记录诊断信息，如图5所示，对电力现场终端的电磁干扰诊断的方法为，
（1）手持终端通过高频探头组采集对应的电力现场终端的电磁辐射值；
（2）手持终端将高频探头组的采集信号进行A/D转换；
（3）手持终端内的DSP处理器对采样值进行离散快速傅里叶变换（FFT），获取采集信号在GB9254-2008的要求30MHz～1000MHz频段内频谱分布值；
（4）将上述的频谱分布值的最大峰值、对应频率显示在手持终端上；
（5）当最大峰值超越GB9254-2008限值时，其中在30～230MHz为40dBμV/m，在230～1000MHz为47dBμV/m，电力现场终端的辐射限值超标，手持终端发出警告，出现电磁干扰故障；
例如GPRS传输数据时，电磁辐射最严重，可通过读取数据的比对，例如控制GPRS工作与否、载波传输数据与否，来判断单个工作模式、模块电磁辐射的严重程度，以及对电力现场终端抄读电表数据的干扰程度；
步骤（6），对电力现场终端的抄表数据问题诊断，记录诊断信息，如图6所示，对电力现场终端的抄表数据问题诊断方法为，
（1）手持终端分别读取对应的电力现场终端、电力现场终端后端连接电表的历史运行数据，进行比较分析，验证电力现场终端抄读电表的一致性，若一致，则电力现场终端的抄表数据正常；若不一致，则电力现场终端的抄表数据出现故障，执行（2）；
（2）手持终端读取对应的电力现场终端的通信日志、事件记录、分析故障出现原因，找出抄读电表的漏抄数据；
步骤（7），读取电力现场终端的时钟数据，与手持终端时钟进行比对，对电力现场终端进行校时操作。
综上所述，本发明的电力现场终端故障综合诊断装置及方法，为手持终端，方便携带，且功能强大，使用方便，能够及时的对电力现场终端在现场出现的故障进行诊断，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (7)
1.一种电力现场终端故障综合诊断装置的诊断方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），建立诊断连接，将手持终端通过RS485适配器与电力现场终端的RS485接口相连接；手持终端通过高频探头组与电力现场终端的GPRS通讯模块建立无线通讯；手持终端通过载波抄控器与电力现场终端的电源线相连接；
步骤（2），对电力现场终端的RS485通讯故障诊断，记录诊断信息；
步骤（3），对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断，记录诊断信息；
步骤（4），对电力现场终端的载波通讯故障诊断，记录诊断信息；
步骤（5），对电力现场终端的电磁干扰诊断，记录诊断信息；
步骤（6），对电力现场终端的抄表数据问题诊断，记录诊断信息；
步骤（7），读取电力现场终端的时钟数据，与手持终端时钟进行比对，对电力现场终端进行校时操作。
2.根据权利要求1所述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（2），对电力现场终端的RS485通讯故障诊断的方法如下，
（1）手持终端选择与对应的电力现场终端后端连接的电表对应的电表通信规约，进行电表的抄读测试；；
（2）若抄读成功，则进行（3）；若抄读不成功，则电表的RS485接口出现故障，更换电表，重复（1），直到抄读成功；
（3）手持终端对电力现场终端进行穿透抄读，记录该电力现场终端下的电表数据，实现点对点通信功能测试；
（4）若穿透抄读成功，则电力现场终端的RS485通讯正常；若穿透抄读不成功，则电力现场终端到电表的线路出现故障，更换电表与电力现场终端之间的连接，重复（3），直到穿透抄读成功；
（5）手持终端通过调节RS485适配器的阻值，测试RS485总线的驱动能力。
3.根据权利要求1所述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（3），对电力现场终端的GPRS通讯故障诊断的方法为，
（1）手持终端检查通信参数设置是否正确；
（2）若正确，则执行（3）；若不正确，重新设置通信参数，并与主站通信成功，重复（1），直到手持终端检查通信参数设置正确；
（3）手持终端的无线模块读取对应的电力现场终端的信号强度，并得出接收的信号强度的强度等级；
（4）根据接收的信号强度的强度等级，判断当地运营商的信号场强，若强度等级低，则需要断当地运营商加装信号放大器；
（5）手持终端检查SIM卡的好坏，若SIM卡坏，更换SIM卡；
（6）再次判断手持终端检测是否与主站通信成功，若通信成功，电力现场终端的GPRS通讯正常；若通信失败，则返回（1）。
4.根据权利要求3所述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：所述信号强度的强度等级包括无信号、弱、一般、良好和强五个等级，当信号强度小于等于5dBm判断为无信号，大于5dBm小于等于12dBm判断为弱，大于12dBm小于等于18dBm判断为一般，大于18dBm小于等于24dBm判断为良好，大于24dBm判断为强，若为无信号、弱强度等级时，需要当地运营商加装信号放大器。
5.根据权利要求3所述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（4），对电力现场终端的载波通讯故障诊断的方法为手持终端读取与对应的电力现场终端后端连接的采集器的电表参数报文，验证电力现场终端到采集器载波通讯功能，对采集器连接的电表发送抄读报文，实现电力现场终端到电表的点对点通信；手持终端监测电力电缆线上的载波报文，通过对载波报文的分析，判断是否抄表成功，实现载波通讯故障诊断。
6.根据权利要求1所述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（5），对电力现场终端的电磁干扰诊断的方法为，
（1）手持终端通过高频探头组采集对应的电力现场终端的电磁辐射值；
（2）手持终端将高频探头组的采集信号进行A/D转换；
（3）对采样值进行离散快速傅里叶变换，获取采集信号在GB9254-2008的要求30MHz～1000MHz频段内频谱分布值；
（4）将上述的频谱分布值的最大峰值、对应频率显示在手持终端上；
（5）当最大峰值超越GB9254-2008限值时，其中在30～230MHz为40dBμV/m，在230～1000MHz为47dBμV/m，电力现场终端的辐射限值超标，出现电磁干扰故障。
7.根据权利要求1所述的电力现场终端故障综合诊断方法，其特征在于：步骤（6），对电力现场终端的抄表数据问题诊断方法为，
（1）手持终端分别读取对应的电力现场终端、电力现场终端后端连接电表的历史运行数据，进行比较分析，验证电力现场终端抄读电表的一致性，若一致，则电力现场终端的抄表数据正常；若不一致，则电力现场终端的抄表数据出现故障，执行（2）；
（2）手持终端读取对应的电力现场终端的通信日志、事件记录、分析故障出现原因，找出抄读电表的漏抄数据。
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| CN203455431U (zh) * | 2013-09-25 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 电力现场终端故障综合诊断装置 |
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2013
- 2013-09-25 CN CN201310450540.5A patent/CN103513134B/zh active Active
Patent Citations (4)
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