CN104569891B - 一种测试电能质量监测装置的系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力设备全自动检测技术领域，具体涉及一种测试电能质量监测装置的系统及其测试方法，所述系统包括检测主机、标准源、电能质量监测装置，所述检测主机通过GBIP总线与标准源通信相连，所述标准源与电能质量监测装置通过测试信号线电气相连接，所述电能质量监测装置通过以太网与检测主机构成闭环通信控制系统，本发明的系统及其测试方法不仅可实现电能质量指标的准确度测试、数据模型和通信规约测试之外，还可以实现包括标准源过载判断、电能质量监测装置接线正确性、闭环测试环境完整性等系统自检和故障识别告警功能，进一步提高电能质量监测装置测试的智能化、自动化程度和工作效益。

Description

一种测试电能质量监测装置的系统及其测试方法

技术领域

本发明属于电力设备全自动检测技术领域，具体涉及一种测试电能质量监测装置的系统及其测试方法。

背景技术

采集终端本地通信单元是实现采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信，通信单元的通信方式主要有公网通信、专网通信、载波通信和小无线通信，对应有公网通信模块、专网通信模块、载波通信模块和小无线通信模块，每一种通信模块都存在本地端口和信道端口；这些端口的外形尺寸、电源、状态、控制、通信接口、通信协议和通信时序是保证通信模块能够正常工作的必要条件。目前，我国正在进行用电信息采集系统的建设，由于规模大，设备厂家型

随着电能质量监测装置越来越多的应用于电网，对电能质量监测装置在投运前开展测试的情况也越来越多，目前各级供电部门对电能质量监测装置的测试一般依据《GB/T19862电能质量监测设备通用要求》，测试内容包括功能测试、准确度测试、安全性能测试、机械性能测试、电磁兼容性能测试等，另外根据测试机构的不同，实际所执行的测试内容存在差异，目前市场上已经推出具备全自动测试功能、批量测试功能、报告自动输出功能等功能的全自动测试系统，以及多种型号电能质量监测装置的数据读取，可以大幅度提高电能质量测试工作效率，但目前市场上的电能质量监测装置测试系统均以准确度测试和模型(或数据格式)测试功能为主，在应用上存在以下问题：

(一).不具备对电能质量标准源的过载判断和保护功能。电能质量监测装置测试常用标准源均为精密、昂贵设备，在测试过程中由于不恰当的控制而导致标准源输出过载，一方面影响到标准源的使用寿命、精密程度等，一方面也会导致测试过程终止，需要重新开始测试。

(二)不具备对电能质量监测装置的接线正确性的测试功能。当批量测试电能质量监测装置、尤其是多回路监测装置时，装置的电压电流信号线众多，接线工作非常繁琐，难免存在接线错误的问题。一旦接线错误，将导致部分电能质量指标准确度测试结果不合格，从而需要查找原因、重新测试，导致测试时间延长。

(三)不具备闭环测试环境完整性的测试功能。电能质量监测装置全自动测试需要构建闭环的测试环境，任何一个小环节的故障都将导致全自动测试系统无法正常、正确的运行。由于全自动测试系统的组成模块众多，当系统不能正常、正确运行之后再来人为查找原因将会非常繁琐。

以上问题均不是电能质量监测装置测试系统在准确度测试功能方面的不足，但也会导致系统应用的复杂程度增加、测试效率大幅度下降，因此有必要测试系统进行改造，进一步提高系统智能化程度。

发明内容

本发明的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种可以提高电能质量监测系统测试的智能化、自动化程度和工作效益的测试电能质量监测装置的系统及其测试方法，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种测试电能质量监测装置的系统，所述系统包括检测主机、标准源、电能质量监测装置，所述检测主机通过GBIP总线与标准源通信相连，所述标准源与电能质量监测装置通过测试信号线电气相连接，所述电能质量监测装置通过以太网与检测主机构成闭环通信控制系统。

优选地，所述检测主机包括人机交互模块、标准源控制模块、数据采集模块、准确度计算模块、报告模块，所述人机交互模块用于实现参数设置输入、测试结果展示、测试过程控制等，所述标准源控制模块用于实现按照参数设置控制标准源输出指定电能质量信号，所述数据采集模块用于从电能质量监测装置读取电能质量指标测量结果，所述准确度计算模块用于计算电能质量指标准确度、判断准确度是否合格，所述报告模块用于实现测试报告的查看、编辑、打印。

优选地，所述标准源采用的型号为Fluke6100A。

优选地，所述检测主机通过GBIP总线的IEEE-488数据总线接口与标准源通信连接，所述电能质量监测装置至少通过一个以太网通信口和标准的IEC61850通信协议与检测主机进行成闭环通信控制系统。

一种测试电能质量的监测系统的测试方法，包括如下步骤：

步骤A:闭环控制系统完整性测试与诊断：测试检测主机与标准源、检测主机与电能质量监测装置之间的网络连接是否完整正常，上电、通讯是否正常，完整性测试项是否有不合格项，则给出明确原因分析，否则不予进入下一个测试项目。

步骤B.电能质量监测系统接线正确性的测试与诊断：测试标准源输出一组不平衡度为0的电压电流信号，然后读取电能质量监测装置的电压不平衡度和电流不平衡度，测试监测装置的电压、电流相序是否接反，并读取标准源的反馈信息，测试电能质量监测装置的电流是否开路，接线正确性测试项是否有不合格项，则给出明确原因分析，否则不予进入下一个测试项目。

步骤C.可能导致标准源过载的测试:选择输出电流最大的四组测试项目并控制标准源逐项输出电流、谐波测试，判断电流、谐波测试测试项目是否造成标准源过载；并读取标准源的反馈信息，若有过载测试项则给出明确原因分析，否则不予进入下一个测试项目。

步骤D.数据模型与通信规约一致性测试：首先，通过离线方式获取电能质量监测装置数据格式与标准源的数据格式进行比较，判断电能质量监测装置数据模型的一致性；其次，按照指定通讯规约通过在线方式读取电能质量监测装置各种数据，判断电能质量监测装置通信规约是否与标准规约协议一致，以及判断读取的数据是否正确；

步骤E.输出电能质量监测装置的测量结果：所有测试项目结束后，测试人员可利用报告模块查看、编辑测试报告、打印测试报告。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

除实现针对电能质量监测装置准确度测试和数据模型测试过程的全自动流程之外，还实现了包括标准源过载判断、电能质量监测装置接线正确性、闭环测试环境完整性等系统自检和故障识别告警功能，进一步提高电能质量监测装置测试的智能化、自动化程度和测试工作效率，有效排除精度外的其他外部因素对检测结果产生影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种测试电能质量监测装置的系统组成原理结构图。

图2是本发明一种测试电能质量监测装置的系统测试流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1，一种测试电能质量监测装置的系统，所述系统包括检测主机、标准源、电能质量监测装置，所述检测主机通过GBIP总线与标准源通信相连，所述标准源与电能质量监测装置通过测试信号线电气相连接，所述电能质量监测装置通过以太网与检测主机构成闭环通信控制系统，其中，所述检测主机通过GBIP总线的IEEE-488数据总线接口与标准源通信连接，

所述标准源采用的型号为Fluke6100A，可使用一台Fluke6100A主机，或若干台Fluke6100A作为辅助机，进行模拟电路系统的三相回路，本发明的测试电能质量监测装置的系统，可支持若干台电能质量监测装置，当进行批量测试时，可采用并行通信模式；而且，电能质量监测装置应满足《GB/T 19862电能质量监测设备通用要求》中所规定的电能质量监测功能要求以及准确度要求，同时具备通过至少一个以太网通信口和标准的IEC 61850通信协议与检测主机进行成闭环通信控制系统。

结合图1，本发明实施例中，本发明实施例中，所述检测主机包括人机交互模块、标准源控制模块、数据采集模块、准确度计算模块、报告模块等，人机交互模块用于实现参数设置输入、测试结果展示、测试过程控制等人机交互功能；标准源控制模块用于实现按照参数设置控制标准源输出指定电能质量信号；数据采集模块用于从电能质量监测装置读取电能质量指标测量结果；准确度计算模块用于计算电能质量指标准确度、判断准确度是否合格；报告模块用于实现测试报告的查看、编辑、打印。

结合图2，电能质量监测装置测试的流程包括：

①准备工作，包括电能质量监测装置安装到位、系统各部分的连接、设备上电等工作；

②启动测试系统，开展系统自检，包括测试环境完整性测试、电能质量监测装置接线正确性测试、测试项目导致标准源过载可能性测试等测试内容，只有所有测试内容均合格，才进入下一个测试项目；

③开展准确度测试，系统按照设定的测试项目逐项控制标准源输出信号，然后读取电能质量监测装置的测量结果，计算监测装置各项电能质量指标的准确度，并判断准确度是否合格；

④开展数据模型与通讯规约测试；

⑤生成测试报告。

一种测试电能质量的监测系统的具体测试方法包括如下步骤：

步骤A:闭环控制系统完整性测试与诊断：首先，通过人机交互模块设置输入参数、测试结果展示、测试过程控制等命令，再通过ping、tracert等网络命令以及标准源控制指令集，逐段测试检测主机与标准源、检测主机与电能质量监测装置之间的网络连接是否完整正常；其次，通过人机交互模块进行文件查找和调用命令，检测测试系统各个模块是否完备；再次，按照电能质量监测装置通信规约给装置发送通信指令，测试电能质量监测装置是否正常上电、通讯正常与否；并按照标准源控制指令集给标准源发送控制指令，测试标准源是否正常上电；最后，当电能质量监测装置和标准源均上电之后，随机控制标准源给电能质量监测装置输出信号，测试标准源与电能质量监测装置之间的信号线是否正常连接。如以上测试有任何项目不合格，则给出明确原因分析，提醒测试人员及时处理，否则不予进入下一个测试项目

步骤B.电能质量监测装置接线正确性的测试与诊断：首先，测试标准源输出一组不平衡度为0的电压电流信号，然后数据采集模块读取电能质量监测装置的电压不平衡度和电流不平衡度，测试监测装置的电压、电流相序是否接反；其次，测试系统的标准源控制模块输出一组电流信号，然后数据采集模块读取标准源的反馈信息，测试电能质量监测装置的电流是否开路。如以上测试有任何项目不合格，则给出明确原因分析，提醒测试人员及时处理，否则不予进入下一个测试项目。

步骤C.可能导致标准源过载的测试：首先，选择输出电流最大的四组测试项目并控制标准源逐项输出电流，然后读取标准源的反馈信息，判断电流测试项目是否造成标准源过载；其次，对于谐波测试，标准源控制模块输出所有谐波测试项目，然后读取标准源的反馈信息，判断谐波测试项目是否造成标准源过载，如以上测试有任何项目不合格，则给出明确原因分析，提醒测试人员及时处理，否则不予进入下一个测试项目。

步骤D.数据模型与通信规约一致性测试：首先，通过离线方式获取电能质量监测装置数据格式与标准源的数据格式进行比较，判断电能质量监测装置数据模型的一致性；其次，按照指定通讯规约通过在线方式读取电能质量监测装置各种数据，判断电能质量监测装置通信规约是否与标准规约协议一致，以及判断读取的数据是否正确；本发明实施例中，通过离线方式获取电能质量监测装置PQDIF文件的XML模型和PQDIF标准比较，判断电能质量监测装置数据模型的一致性；其次，按照指定通讯规约(如IEC 61850)通过在线方式读取电能质量监测装置各种数据，包括实时数据、统计数据、波形数据等，依据读取回来的数据是否正确，判断电能质量监测装置通信规约是否与标准一致。

步骤E.输出电能质量监测装置的测量结果：所有测试项目结束后，测试人员可利用报告模块查看、编辑测试报告、打印测试报告。

以上所有测试项目结束并合格之后，测试系统按照人机交互模块设定的测试项目通过标准源控制模块逐项控制标准源输出信号，然后数据采集模块读取电能质量监测装置的测量结果，并通过准确度计算模块计算监测装置各项电能质量指标的准确度，此时，测试报告模块可对测试报告进行查看、编辑，并可将测试报告保存为WORD格式文档进行打印。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种测试电能质量监测装置的系统，其特征在于：所述系统包括检测主机、标准源和电能质量监测装置，所述检测主机通过GBIP总线与标准源通信相连，所述标准源与电能质量监测装置通过测试信号线电气相连接，所述电能质量监测装置通过以太网与检测主机构成闭环通信控制系统，所述检测主机包括人机交互模块、标准源控制模块、数据采集模块、准确度计算模块和报告模块，所述人机交互模块用于实现参数设置输入、测试结果展示和测试过程控制，所述标准源控制模块用于实现按照参数设置控制标准源输出指定电能质量信号，所述数据采集模块用于从电能质量监测装置读取电能质量指标测量结果，所述准确度计算模块用于计算电能质量指标准确度和判断准确度是否合格，所述报告模块用于实现测试报告的查看、编辑和打印；

所述测试电能质量监测装置的系统的测试方法，包括如下步骤：

步骤A:闭环控制系统完整性测试与诊断：测试检测主机与标准源、检测主机与电能质量监测装置之间的网络连接是否完整正常，上电和通讯是否正常，完整性测试项是否有不合格项，检测主机则给出明确原因分析，否则不予进入下一个测试项目；

步骤B.电能质量监测装置接线正确性的测试与诊断：测试标准源输出一组不平衡度为0的电压电流信号，然后读取电能质量监测装置的电压不平衡度和电流不平衡度，测试监测装置的电压和电流相序是否接反，并读取标准源的反馈信息，测试电能质量监测装置的电流是否开路，接线正确性测试项是否有不合格项，检测主机则给出明确原因分析，否则不予进入下一个测试项目；

步骤C.可能导致标准源过载的测试:选择输出电流最大的四组测试项目并控制标准源逐项输出电流和谐波测试，判断电流和谐波测试测试项目是否造成标准源过载；并读取标准源的反馈信息，若有过载测试项，检测主机则给出明确原因分析，否则不予进入下一个测试项目；

步骤D.数据模型与通信规约一致性测试：首先，通过离线方式获取电能质量监测装置数据格式与标准源的数据格式进行比较，判断电能质量监测装置数据模型的一致性；其次，按照指定通讯规约通过在线方式读取电能质量监测装置各种数据，判断电能质量监测装置通信规约是否与标准规约协议一致，以及判断读取的数据是否正确；

步骤E.输出电能质量监测装置的测量结果：所有测试项目结束后，测试人员可利用报告模块查看、编辑测试报告和打印测试报告。

2.根据权利要求1所述的一种测试电能质量监测装置的系统，其特征在于：所述标准源采用的型号为Fluke6100A。

3.根据权利要求1所述的一种测试电能质量监测装置的系统，其特征在于：所述检测主机通过GBIP总线的IEEE-488数据总线接口与标准源通信连接，所述电能质量监测装置至少通过一个以太网通信口和标准的IEC61850通信协议与检测主机进行成闭环通信控制系统。