CN107402332B - 一种智能配电终端多表位自动检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能配电终端多表位自动检测系统及其检测方法，系统包括测试模块、模拟量信号输出单元、开关量单元、多表位检测工作台、直流供电电源、交流供电电源、数据管理模块。本发明提供的技术方案实现了对配电终端设备的全面、自动的功能和性能测试，涉及配电终端的通讯、遥测、遥信、遥控、影响量、重合闸等多个方面的测试，且自动化程度高、测试效率高、安全性好。

Description

一种智能配电终端多表位自动检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测系统及其检测方法，具体涉及一种智能配电终端多表位自动检测系统及其检测方法。

背景技术

配电网作为输配电系统的最后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。智能配电终端(以下简称终端)则是实现配电自动化的基础环节和设备。其主要功能是实现配电网设备的监控和数据采集，具有遥测、遥信、遥控、故障电流测试、继电保护、通信转发及故障的诊断、隔离、定位和恢复等功能。虽然在配网系统中大量使用配电自动化终端设备，且其制造企业数目众多，产品的技术水平差异也很大，不能为配网系统提供有效、可靠的配电网络运行状态和数据。随着建设范围的扩大，终端功能配置不齐全，拒动、误动、准确度等级不高、通讯异常等现象逐步暴露。

为了确保终端具备良好的互联互通性，投运后能可靠、稳定的运行，应当在产品投运前，对终端的各种功能、性能参数以及通讯规约的一致性等进行全面、高效的模拟和测试。

常规试验方法是采取单机、单台手动测试，需要对信号源进行手动调节，对信号源及终端显示数据进行手动记录，人工计算误差。

但上述检测方式为开环系统，需要人工记录检测结果并进行判断，其费时费力，且信号输出精度较低，时间控制精度较低，而且有诸如遥信响应时间、遥信分辨率、遥信和遥控的可靠性等一系列依靠人工很难实现有效模拟和测试的测试项目，而且只能进行单台试验，所以传统人工方式实用性差，难以实现自动化检测，且单台进行测试，效率低，不能满足《DL/T721-2013配电网自动化远方终端》《Q/GDW 1639-2014配电自动化终端设备检测规程》提出的配电自动化终端设备功能、性能、效率测试的需求。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种智能配电终端多表位自动检测系统及其检测方法，实现了对配电终端设备的全面、自动的功能和性能测试，涉及配电终端的通讯、遥测、遥信、遥控、影响量、重合闸等多个方面的测试，且自动化程度高、测试效率高、安全性好。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种智能配电终端多表位自动检测系统，其改进之处在于，所述检测系统包括：

模拟量信号输出单元，用于向N台不同种类不同类型的被测配电终端提供交流、直流的标准模拟信号，包括电压、电流、频率、相角、功率标准模拟信号；

开关量单元，用于向N台不同种类不同类型被测配电终端提供开关量的开入信号；

测试模块，用于控制模拟量信号输出单元和开关量单元协同输出，同时用于和被测配电终端通讯，实现遥测、遥信等的状态读取以及遥控、遥调的指令下发，以及被测终端的信息和测试数据管理；

多表位检测工作台：用于N个被测配电终端检测时的放置和模拟量、开关量以及通讯接线端子接入；

直流供电电源：用于向需要直流独立工作电源的被测配电终端提供5V、12V、24V、48V、110V和220V多个等级的直流工作电源；

交流供电电源：用于向需要交流独立工作电源的被测配电终端提供0V～240V幅度可调的交流工作电源；

数据库管理模块：工作站测试数据通过网络保存到网络数据库，用于对测试数据进行统一汇总管理。

进一步地，所述模拟量信号输出单元接收测试模块的指令后，向被测配电终端提供相应标准模拟量信息，模拟量信号输出单元返回上位机的数值是精密采样电路的采集的实时值，所述模拟量信息用于配电终端的模拟量采集精度测试、模拟量变化响应时间测试、过电压测试、过电流测试、重合闸测试、死区范围测试、越限告警测试、不平衡以及谐波测试环节中提供标准的模拟量信号；

所述模拟量信号输出单元包括大功率开关电源、实时系统、电压功放电路、电流功放电路、电压档位切换电路、电流档位切换电路、电压采样单元、电流采样单元、液晶屏和键盘；所述实时系统、电压功放电路、电流功放电路、电压档位切换电路、电流档位切换电路、电压采样单元和电流采样单元依次连接成环路结构；所述大功率开关电源分别与电压功放电路和电流功放电路连接；所述液晶屏和键盘与实时系统连接。

进一步地，所述开关量单元接收测试模块的指令后，向被测配电终端提供相应的开关量节点开出信号，开关量节点开出信号支持单个输出或成组的信号序列输出；所述开关量开出信号节点接入被测配电终端的遥信开入信号接入端子，开关量开出信号用于配电终端的遥信状态测试、遥信响应时间测试、遥信防抖测试和雪崩测试测试环节中提供标准的开关量节点开入信号；

所述开关量单元包括RS232和RS485通信模块、时钟模块、主控模块、输入电平比较检测电路和输出空极点电路；所述RS232和RS485通信模块、时钟模块分别与主控模块连接；所述主控模块分别与输入电平比较检测电路和输出空极点电路连接；

所述开关量单元通过开入模块检测并记录被测配电终端的开关量节点开出信号，并通过所记录的开入信号状态和时刻，实现对被测配电终端的遥控准确性测试、遥控保持时间测试以及返校功能测试。

进一步地，所述测试模块包括：

(1)用户管理单元：实现登录人员的账号信息、模块权限、测试项目权限的维护与分配；管理员根据人员权限与职责，进行功能权限和模块权限管理，管理员根据检测人员权限与职责，为每个用户分配登录帐号和密码，分配测试模块每个功能的查看和编辑权限，分配允许测试的测试项目；

(2)系统管理单元：用于维护测试模块运行环境、字体大小、导出报告编号与路径以及误差计算公式信息；包括外部环境因素管理单元：根据实际情况增加外部环境因素，实现在不同环境下终端的影响量测试；硬件接口管理单元：用于维护测试系统硬件平台开关量输入、输出点号与终端对应关系；检测设备管理单元：用于添加修改用于检测终端的检测设备库；

(3)样品信息管理单元：录入送检单位信息、送检型号信息以及送检终端信息，送检单位信息包括单位名称、单位地址、送检人和联系方式；被检终端型号信息包括生产单位、接线方式、通讯协议、各测试量额定值、各测试量精度等级、交直流电压电流回路数、各模拟量点号和测试码值转换关系、各遥信点号和逻辑参量、各遥控点号和有无源输出参量，被检终端信息包括送检日期和通讯连接参数。

(4)方案管理单元：检测人员根据送检终端的型号信息、配置参数以及检测依据，预先建立多个测试方案库，选择测试项目并配置测试项目参数和测试要求，制作一系列测试方案模版；

(5)检测作业单元：创建检测任务，选择批量检测终端和选择测试方案，根据需要调整方案内容、增删改测试项目，生成最终测试任务列表；在测试界面自动测试数据和计算误差结论，支持手动测试填写数据；最后审核人员审核测试项目数据结论；

(6)检测报告单元：提供历史数据查询和报告打印功能，查询历史测试任务记录、测试数据明细、终端送检情况、测试项目合格率统计功能。

进一步地，所述测试模块通过内部通讯，实现模拟量信号输出单元和开关量单元的协同工作，为被测配电终端提供测试所用的标准模拟量和开关量，并通过与配电终端通讯交互配电终端的遥测、遥信、遥控、遥调等各种状态数据，实现对配电终端的自动测试。

进一步地，所述多表位检测工作台能够接入N台终端，为配电终端的多表位自动检测提供丰富、便捷和通用的连接方式；所述多表位检测工作台支持N台不同种类不同类型配电终端并行测试。

进一步地，所述数据库管理模块通过网络通讯，实现在线数据集中管理，支持数据的离线导入导出，使用人员在不可连接网络数据库的情况下进行测试，入网后将测试数据再汇总到在线数据库内。

一种智能配电终端多表位自动检测系统的检测方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

步骤一、将检测系统所述模拟量信号输出单元的交直流模拟量输出的端子分别对应连接到N台不同种类不同类型被测配电终端的模拟量采集端子，电压采用并联方式，电流采用串联方式；

步骤二、将被测配电终端的通讯端口分别连接到检测系统所述测试模块的被测配电终端通讯接入端口；根据被测配电终端的通讯协议和接口模式而选择不同的连接方式，如果被测配电终端的通讯协议为DL/T634.5101时采用RS485并联接入方式，如果被测配电终端的通讯协议为DL/T634.5104时直接将以太网接口接入测试模块的以太网接入端口；

步骤三、在测试模块的计算机上开始进行自动测试；

步骤四、在测试模块中搜索、检查被测配电终端的信息是否存在，如果已经存在直接选择即可，否则需要完成该配电终端首次使用的信息新建；

步骤五、在测试模块中搜索、检查测试方案信息是否存在，如果已经存在直接选择即可，否则需要新建测试方案；

步骤六、在测试模块中选择需要测试的终端信息和测试方案，生成测试任务列表；

步骤七、检查物理连接和测试模块参数设置正确后，点击测试按钮启动测试；测试模块将按照设定的测试任务逐一实现各测试子项目的自动测试；测试模块将自动记录测试过程中的数据，并自动对数据进行分析、计算和处理，并将测试数据和测试结论一并保存到数据库中；

步骤八、测试结束后，审核人员对测试数据和结论进行审核和确认；

步骤九、测试人员根据需要选择报告模板，测试模块根据模板格式，自动生成测试报。

进一步地，所述步骤三中，自动测试包括：

模拟量测试，测试模块根据测试方案，通过通讯接口或者外接键盘向模拟量信号输出单元发出模拟量输出指令，实时系统控制电压功放电路和电流功放电路输出，电压功放电路和电流功放电路后级是电压档位切换电路和电流档位切换电路，在输出端有电压采样电路和电流采样电路，将实时值反馈给实时系统，构成闭合回路，对输出模拟量进行实时的跟踪和调节，得到更高精度的模拟量输出值；模拟量信号输出单元返回上位机的数值是电压采样电路和电流采样电路采集的实时值；

开出量测试时，测试模块根据测试方案，通过通讯接口向开关量单元发出开关量开出指令，主控模块接收通过通讯接口接收到指令后，经分析处理，如果为实时开出指令，则主控模块直接控制开关量输出模块进行开出；如果接收到的指令为预设的定时开出指令或开出指令序列，则主控模块将开出指令缓存，并将当前时刻与预设时刻进行实时比较，等待预设时刻到达后逐一控制开关量输出模块进行开出；该开出量被测配电终端作为开入采集后，测试模块通过标准的IEC101或者IEC104协议读取终端记录的开入状态和相应的时标，与设定的开出标准状态和时间进行分析比较并得到被测配电终端的开入状态和相应的时间误差，并将相应数据和误差储存到数据库；

开入量测试时，测试模块根据测试方案不同，包括两种途径触发被测配电终端开出，第一种方式为通过标准的IEC101或者IEC104协议向被测配电终端发出遥控指令，第二种方式为输出满足被测配电终端逻辑动作的相应模拟量，被测配电终端接收到遥控指令或者满足逻辑动作的模拟量后，将进行相应的开关量开出，该开出信号接至被测试系统中开关量单元的开关量输入模块，主控模块将实时检测并记录相应的开入状态和动作时间，并将记录信息通过通讯接口传送至测试模块，在测试模块中进行分析处理得到被测配电终端的开出状态和相应的时间误差，并将相应数据和误差储存到数据库；

遥测精度测试，检测系统控制程控标准源按照方案设置输出电压、电流等标准量，再通过终端主动上报或检测系统总召的方式读取终端报文数据以进行误差计算；如果误差低于设置的自动测试限值或者超时，自动进入下一项目的测试；如果误差在高于设置的自动测试限值且未超时，则继续读取终端数值，直到误差低于设置的自动测试限值或者超时；

遥测死区测试，程控标准源从方案设置的最低范围开始输出，每次输出按照设定的步长增加；读取终端数值，读到第一个数值变位点作为基准点Ua，读到的第二的数值变位点作为变化点Ub，变化点Ub与基准点Ua的差值小于死区精度，认为合格；

遥信测试，方案中设置遥信输出装置输出多组脉冲的脉宽、周期和个数；检测系统通过协议读取终端报文，比较输出的脉冲个数和被测配电终端遥信接收的个数，如果相等则合格，不相等则不合格；

遥信防抖测试，方案中设置遥信输出装置发出多组不同脉宽的脉冲，要求被测配电终端不接收输出脉宽小于标准脉宽的脉冲，输出脉宽大于标准脉宽的脉冲全部接收；

遥信顺序测试，方案设置遥信输出装置多通道输出，每个通道间隔时间t可设置；读取终端报文，要求终端接收遥信的顺序与遥信输出的顺序相同；

遥控测试，方案设置被测配电终端遥控输出个数和遥控输出间隔时间，检测系统通过协议控制终端输出；检测系统通过遥控输入装置的报文得到遥控输入个数，要求系统接收个数与终端输出个数相；

遥控保持时间测试，方案设置被测配电终端遥控保持时间t1，通过协议让终端某通道遥控输出；通过遥控输入装置的报文得到上升沿和下降沿时间，系统计算出终端实际遥控保持时间t2；要求t1和t2的差值小于允许误差值；

对时测试，检测系统通过协议对被测配电终端进行时间设置，保证被测配电终端时间与系统时间一致；控制遥信输出装置输出，读取被测配电终端协议，通过SOE报文时标得到终端时间；要求被测配电终端时间与系统时间一致；

SOE分辨率测试，SOE分辨率项目测量的是被测配电终端通道间的分辨率；方案设置遥信输出装置按照时间t1间隔，多通道输出；通过被测配电终端SOE报文得到时标，计算出多通道间接收间隔时间t2；要求t1和t2的差值不大于SOE分辨率；

自定义项目测试，自定义项目是提供给用户自由设定检测流程的检测项目，实现告警信息采集测试、遥测越限告警及上传功能测试、双位置遥信测试、遥控异常自诊断测试、故障保护功能投退测试。

进一步地，所述步骤四中，配电终端首次使用的信息新建步骤为：录入送检单位、送检型号以及被测配电终端信息，并维护遥信、遥控、遥测每个项目对应的在通讯协议中的点号位置；遥测项目的精度、SOE分辨率和转换关系；被测配电终端的额定电压、电流和使用的通信协议，连接方式信息，完成被测配电终端的信息新建。

进一步地，所述步骤五中，新建测试方案步骤为：根据测试需要，在检测系统提供的测试项目库中选择测试子项目，并配置测试子项目的参数和测试要求。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

本发明人通过大量研究发现，配电终端检测系统需要改进实用性、实现自动化，解决以下技术问题：

(1)实现与配电终端通讯，采集和判断配电终端的遥测、遥信等各种数据和状态，并能发出遥控、遥调等指令，构成自动的闭环检测系统；

(2)流程控制上进行优化，采取检测项目最优组合的方法；

(3)提高交流电压、电流、功率、频率的输出幅值和精度；

(4)提高开关量信号输出控制和输入采集的时间精度；

(5)设计测试项目完备、人机界面友好的测试模块；

(6)测试方法的多样性与可编辑性，提供多种三遥项目测试方法，并且允许设计测试方法；

(7)实现N台不同种类不同类型被测配电终端的同步测试；

(8)实现测试方案的通用性；

(9)实现终端信息和测试数据的统一管理；

(10)测试模块支持测试报表的输出与打印。

附图说明

图1是本发明提供的智能配电终端多表位自动检测系统示意图；

图2是本发明提供的模拟量信号输出单元的硬件原理方框图；

图3是本发明提供的开关量单元的硬件原理方框图；

图4是本发明提供的测试模块的工作流程图；

图5是本发明提供的测试模块软件构成图；

图6是本发明提供的遥测精度测试流程图；

图7是本发明提供的遥测死区测试流程图；

图8是本发明提供的遥信测试流程图；

图9是本发明提供的遥信防抖测试流程图；

图10是本发明提供的遥信顺序测试流程图；

图11是本发明提供的控测试流程图；

图12是本发明提供的遥控保持时间测试流程图；

图13是本发明提供的对时测试流程图；

图14是本发明提供的SOE分辨率测试流程图；

图15是本发明提供的自定义项目测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明提供一种智能配电终端多表位自动检测系统，包括：

模拟量信号输出单元，用于向N台不同种类不同类型的被测配电终端提供交、直流的标准模拟信号，如电压、电流、频率、相角、功率等标准模拟信号；模拟量信号输出单元能够通过接收测试模块的指令后，向被测配电终端提供相应标准模拟量信息，模拟量信号输出单元返回上位机的数值是精密采样电路的采集的实时值,减少了模拟量信号输出单元稳定度和精度造成的误差影响。这些模拟量用于配电终端的模拟量采集精度测试、模拟量变化响应时间测试、过电压测试、过电流测试、重合闸测试、死区范围测试、越限告警测试、不平衡以及谐波等测试环节中提供标准的模拟量信号。

开关量单元，用于向N台不同种类不同类型被测配电终端提供开关量的开入信号；开关量单元能够通过接收测试模块的指令后，向被测配电终端提供相应的开关量节点开出信号，该信号支持单个输出，也支持成组的信号序列输出。这些开关量开出信号节点接入被测配电终端的遥信开入信号接入端子，这些开出信号用于配电终端的遥信状态测试、遥信响应时间测试、遥信防抖测试、雪崩测试等测试环节中提供标准的开关量节点开入信号。

开关量单元能够通过开入模块检测并记录被测配电终端的开关量节点开出信号，并通过所记录的开入信号状态和时刻，实现对被测配电终端的遥控准确性测试、遥控保持时间测试以及返校功能等测试。

测试模块，用于控制模拟量信号输出单元和开关量单元协同输出，同时用于和被测配电终端通讯，实现遥测、遥信等的状态读取以及遥控、遥调的指令下发，还包含了被测终端的信息和测试数据管理；

多表位检测工作台，用于N个被测配电终端的检测时放置和模拟量、开关量以及通讯等的接线端子接入；多表位检测工作台能够接入N台终端，为配电终端的多表位自动检测提供丰富、便捷、通用的连接方式，支持N台不同种类不同类型配电终端并行测试。

测试模块通过内部通讯，实现模拟量信号输出单元和开关量单元的协同工作，为被测配电终端提供测试所用的标准模拟量和开关量，并通过与配电终端通讯交互配电终端的遥测、遥信、遥控、遥调等各种状态数据，实现对配电终端的自动测试。

直流供电电源，用于向需要直流独立工作电源的被测配电终端提供5V、12V、24V、48V、110V、220V等多个等级的直流工作电源；

交流供电电源，用于向需要交流独立工作电源的被测配电终端提供0V～240V幅度可调的交流工作电源；

数据库管理模块，工作站测试数据通过网络保存到网络数据库，对测试数据进行统一汇总管理。

如图1所示本发明的智能配电终端多表位自动检测系统主要由由四部分组成：模拟量信号输出单元、开关量单元、测试模块、测试台。模拟量信号输出单元输出0～400V电压、0～100A电流、0～1200V直流电压、0～60A直流电流。开关量单元输出开关量信号，同时检测被测终端的开关量输出信号。测试台提供模拟量信号、开关量信号以及通讯等接线的接口。测试模块包括服务器和工作站，服务器用于统一管理和汇总各工作站的测试数据；工作站装有测试模块软件，用于进行测试，通过网络交换机将测试结果反馈至服务器进行统一汇总管理。

图5为测试模块构成图，主要分6个功能模块：

(1)用户管理：实现登录人员的账号信息、模块权限、测试项目权限的维护与分配；管理员根据人员权限与职责，为每个用户分配登录帐号和权限，实现不同人员测试不同项目的需求；流水线式的测试方式，可以提高终端检测效率，更能保证测试数据的安全性与可靠性。

(2)系统管理：用于维护测试模块运行环境、字体大小、导出报告编号与路径以及误差计算公式等信息；外部环境因素管理，可以根据实际情况增加外部环境因素，实现在不同环境下终端的影响量测试；硬件接口管理，用于维护测试系统硬件平台开关量输入、输出点号与终端对应关系；检测设备管理，添加修改用于检测终端的检测设备库。

(3)样品信息管理：录入送检单位信息、送检型号信息以及送检终端信息，包括终端额定电压、电流以及使用的通信协议、IP地址、端口号、连接方式以及对应遥信、遥控、遥测的点号位置，遥测项目的精度等级、SOE分辨率和遥测量的转换关系等信息。

(4)方案管理：为方便检测人员批量检测送检终端，检测人员可根据送检终端的型号信息、配置参数以及检测依据，预先建立多个测试方案库，选择测试项目并配置测试项目参数和测试要求，制作一系列测试方案模版。

(5)检测作业：创建检测任务，选择批量检测终端和选择测试方案，可以根据需要调整方案内容、增删改测试项目，生成最终测试任务列表；在测试界面自动测试数据和计算误差结论，支持手动测试填写数据；最后审核人员审核测试项目数据结论。

(6)检测报告：提供历史数据查询和报告打印功能，查询历史测试任务记录、测试数据明细、终端送检情况、测试项目合格率统计等功能。

所述测试模块通过通讯指令控制所述模拟量信号输出单元输出交流电压、电流、功率、频率等标准模拟量，作为被测试配电终端的模拟量输入和采集信号。

所述测试模块通过通讯指令控制所述开关量单元通过开出端子输出开关量状态，作为被测试配电终端的开入量输入和采集信号；同时，开关量单元的开入端子实时监控被测试配电终端的开关量开出状态。

所述测试模块与被测配电终端通过DL/T634.5101、DL/T634.5104等标准通讯协议进行通讯，获取被测配电终端的遥测、遥信等实时状态和参数，并将其与模拟量信号输出单元和开关量单元的实际输出或者采集到的状态进行分析比较，实现全自动闭环测试。

所述模拟量信号输出单元是表源一体设计，提供的模拟量输出中包括：交流电压、交流电流、频率、相角、功率、谐波、直流电压、直流电流等标准模拟量信息，在返回输出值时，返回的是高精度表所测的实际输出值，在终端精度测试中减少程控标准源自身精度和稳定度带来的影响。

所述开关量单元具有遥控实时输出、遥控序列输出、遥信输入、遥信输入序列的功能，遥控实时输出模式下可以控制单通道的输出波形，遥控序列输出可以对通道间的时间间隔，遥信输入可以读取实时输入状态，遥信输入序列可以读取带时标的输入序列。

所述多表位检测工作台提供N组交流、直流模拟量的输入输出接口，N组终端的AC0～240V、DC24V、DC48V、DC110V、DC220V供电接口，N组终端的串口、网络通信接口，N组终端16路遥信、16路遥控接口，可以N台被测终端同时连接多表位检测工作台。

所述测试模块的测试方案实现了方案的通用性，提出了端口项目的概念，在测试模块中需要配置检测工作台和端口项目的连接关系，被检终端接口和端口项目的连接关系，测试方案中的测试对象为端口对象。

所述测试模块支持十几种自动测试方式，其中包括遥测精度、遥测死区范围、遥信测试、遥信防抖、遥信顺序、遥控测试、遥控保持时间、对时、SOE分辨率、雪崩检测、自定义项目等，可以根据终端测试需求灵活配置测试项目，根据终端的类型和检测依据组成包含多种测试项目的测试方案。

所述测试模块在实际测试时会自动对项目进行最优合并与排序，提高测试效率。

所述测试模块对终端信息和测试数据进行了统一管理，在数据管理模块的支持下，可以选择本地数据保存和网络数据保存，并且可以选择性的导入导出。

所述测试模块采用基于word的报表模板，用户可以自由编辑，测试完毕后自动将测试数据导入模板，生成word或pdf文件。

应用本发明系统进行配电终端检测时，先将系统和被测配置终端之间进行物理连接，检测方法具体包括如下步骤：

将系统所述模拟量信号输出单元的交直流模拟量输出的端子分别对应连接到N台不同种类不同类型被测配电终端的模拟量采集端子，具体连接方式为电压采用并联方式，电流采用串联方式；

将被测配电终端的通讯端口分别连接到系统所述测试模块的被测配电终端通讯接入端口；具体连接需根据被测配电终端的通讯协议和接口模式而选择不同的连接方式，如果被测配电终端的通讯协议为DL/T634.5101时采用RS485并联接入方式，如果被测配电终端的通讯协议为DL/T634.5104时直接将以太网接口接入测试模块的以太网接入端口。

完成上述物理连接后，便可在测试模块上开始进行自动测试。自动测试流程如图4所示。

在测试模块中搜索、检查被测配电终端的信息是否存在，如果已经存在直接选择即可，否则需要完成该配电终端首次使用的信息新建，具体步骤为：录入送检单位、送检型号以及被测配电终端信息，并维护遥信、遥控、遥测每个项目对应的在通讯协议中的点号位置；遥测项目的精度、SOE分辨率和转换关系；被测配电终端的额定电压、电流和使用的通信协议，连接方式等信息，完成被测配电终端的信息新建。

在测试模块中搜索、检查测试方案信息是否存在，如果已经存在直接选择即可，否则需要新建测试方案，具体步骤为：根据测试需要，在系统提供的测试项目库中选择测试子项目，并配置测试子项目的参数和测试要求；

在测试模块中选择需要测试的终端信息和测试方案，生成测试任务列表；

检查物理连接和测试模块参数设置正确后，点击测试按钮启动测试；测试系统将按照设定的测试任务逐一实现各测试子项目的自动测试；测试系统将自动记录测试过程中的数据，并自动对数据进行分析、计算和处理，并将测试数据和测试结论一并保存到数据库中；

所述测试系统在测试过程中的工作原理与流程细节具体如下：

模拟量测试时，如图2所示，测试模块根据测试方案，通过通讯接口或者外接键盘向模拟量信号输出单元发出模拟量输出指令，实时系统控制功放电路输出，功放电路后级是档位切换电路，在输出端有精密采样电路，将实时值反馈给实时系统，构成闭合回路，对输出模拟量进行实时的跟踪和调节，得到更高精度的模拟量输出值。模拟量信号输出单元返回上位机的数值是精密采样电路的采集的实时值,减少了模拟量信号输出单元稳定度和精度造成的误差影响。

开出量测试时，如图3所示，测试模块根据测试方案，通过通讯接口向开关量单元发出开关量开出指令，主控模块接收通过通讯接口接收到指令后，经分析处理，如果为实时开出指令，则主控模块直接控制开关量输出模块进行开出；如果接收到的指令为预设的定时开出指令或开出指令序列，则主控模块将开出指令缓存，并将当前时刻与预设时刻进行实时比较，等待预设时刻到达后逐一控制开关量输出模块进行开出。该开出量被测配电终端作为开入采集后，测试模块通过标准的IEC101或者IEC104协议读取终端记录的开入状态和相应的时标，与设定的开出标准状态和时间进行分析比较并得到被测配电终端的开入状态和相应的时间误差，并将相应数据和误差储存到数据库。

开入量测试时，测试模块根据测试方案不同，有两种途径触发被测配电终端开出，第一种方式为通过标准的IEC101或者IEC104协议向被测配电终端发出遥控指令，第二种方式为输出满足被测配电终端逻辑动作的相应模拟量，被测配电终端接收到遥控指令或者满足逻辑动作的模拟量后，将进行相应的开关量开出，该开出信号接至被测试系统中开关量单元的开关量输入模块，主控模块将实时检测并记录相应的开入状态和动作时间，并将记录信息通过通讯接口传送至测试模块，在测试模块中进行分析处理得到被测配电终端的开出状态和相应的时间误差，并将相应数据和误差储存到数据库。

测试结束后，审核人员对测试数据和结论进行审核和确认；

最后，测试人员根据需要选择报告模板，测试模块根据模板格式，自动生成测试报告。

图6为遥测精度测试流程图，系统控制程控标准源按照方案设置输出电压、电流等标准量，再通过终端主动上报或系统总召的方式读取终端报文数据以进行误差计算。如果误差低于设置的自动测试限值或者超时，就自动进入下一项目的测试。如果误差在高于设置的自动测试限值且未超时，则继续读取终端数值，直到误差低于设置的自动测试限值或者超时。该测试方法可以实现交流输入、直流输入精度测试、输入量影响量测试、自热影响量测试、过量电流测试、短时电量过载承载能力测试等。

图7为遥测死区测试流程图，程控标准源从方案设置的最低范围开始输出，每次输出按照设定的步长增加。读取终端数值，读到第一个数值变位点作为基准点Ua，读到的第二的数值变位点作为变化点Ub,变化点Ub与基准点Ua的差值小于死区精度，就认为合格。该测试方法可以实现电压死区范围测试、电流死区范围测试。

图8为遥信测试流程图，方案中设置遥信输出装置输出多组脉冲的脉宽、周期和个数。系统通过协议读取终端报文，比较输出的脉冲个数和终端遥信接收的个数，如果相等则合格，不相等则不合格。该测试方法可以实现遥信输入测试、遥信雪崩测试。

图9为遥信防抖测试流程图，方案中设置遥信输出装置发出多组不同脉宽的脉冲，要求终端不接收输出脉宽小于标准脉宽的脉冲，输出脉宽大于标准脉宽的脉冲全部接收。该测试方法可以实现遥信防抖测试。

图10为遥信顺序测试流程图，方案设置遥信输出装置多通道输出，每个通道间隔时间t可设置。读取终端报文，要求终端接收遥信的顺序与遥信输出的顺序相同。该测试方法可以实现事件顺序记录SOE功能测试。

图11为遥控测试流程图，方案设置终端遥控输出个数和遥控输出间隔时间，系统通过协议控制终端输出。系统通过遥控输入装置的报文得到遥控输入个数，要求系统接收个数与终端输出个数相等。该测试方法可以实现遥控正确性测试、通信可靠性测试。

图12为遥控保持时间测试流程图，方案设置终端遥控保持时间t1，通过协议让终端某通道遥控输出。通过遥控输入装置的报文得到上升沿和下降沿时间，系统计算出终端实际遥控保持时间t2。要求t1和t2的差值小于允许误差值。该测试方法可以实现遥控保持时间测试。

图13为对时测试流程图，系统通过协议对终端进行时间设置，保证终端时间与系统时间一致。控制遥信输出装置输出，读取终端协议，通过SOE报文时标得到终端时间。要求终端时间与系统时间一致。该测试方法可以实现主站对时测试。

图14为SOE分辨率测试流程图，SOE分辨率项目测量的是终端通道间的分辨率。方案设置遥信输出装置按照时间t1间隔，多通道输出。通过终端SOE报文得到时标，计算出多通道间接收间隔时间t2。要求t1和t2的差值不大于SOE分辨率。该测试方法可以实现SOE分辨率测试。

图15为自定义项目测试流程图，自定义项目是提供给用户自由设定检测流程的检测项目，对时间精度要求不高。该测试方法中对可用资源进行了封装，降低用户使用的难度，用户可以任意调用程控标准源、遥信输出装置、遥控输入装置和终端资源。方案中可以通过结论跳转实现多步操作判断，实现简易的自定义测试流程设计。该测试方法可以实现告警信息(越限、断相、失压)采集测试、遥测越限告警及上传功能测试、双位置遥信测试、遥控异常自诊断测试、故障保护功能投退测试等。

测试模块的测试项目涵盖了《Q/GDW 1639-2014配电自动化终端设备检测规程》提出的全部配电自动化终端设备功能、性能指标测试项目，并且实现了项目的自动化测试，能够大大减少测试时间和测试人员的工作强度，提高工作效率和测试管理水平。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能配电终端多表位自动检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：

模拟量信号输出单元，用于向N台不同种类不同类型的被测配电终端提供交流、直流的标准模拟信号，包括电压、电流、频率、相角、功率标准模拟信号；

开关量单元，用于向N台不同种类不同类型被测配电终端提供开关量的开入信号；

测试模块，用于控制模拟量信号输出单元和开关量单元协同输出，同时用于和被测配电终端通讯，实现遥测、遥信的状态读取以及遥控、遥调的指令下发，以及被测终端的信息和测试数据管理；

多表位检测工作台：用于N个被测配电终端检测时的放置和模拟量、开关量以及通讯接线端子接入；

直流供电电源：用于向需要直流独立工作电源的被测配电终端提供5V、12V、24V、48V、110V和220V多个等级的直流工作电源；

交流供电电源：用于向需要交流独立工作电源的被测配电终端提供0V～240V幅度可调的交流工作电源；

数据库管理模块：工作站测试数据通过网络保存到网络数据库，用于对测试数据进行统一汇总管理；

所述测试模块包括：

(1)用户管理单元：实现登录人员的账号信息、模块权限、测试项目权限的维护与分配；管理员根据人员权限与职责，进行功能权限和模块权限管理，管理员根据检测人员权限与职责，为每个用户分配登录帐号和密码，分配测试模块每个功能的查看和编辑权限，分配允许测试的测试项目；

(2)系统管理单元：用于维护测试模块运行环境、字体大小、导出报告编号与路径以及误差计算公式信息；包括外部环境因素管理单元：根据实际情况增加外部环境因素，实现在不同环境下终端的影响量测试；硬件接口管理单元：用于维护测试系统硬件平台开关量输入、输出点号与终端对应关系；检测设备管理单元：用于添加修改用于检测终端的检测设备库；

(3)样品信息管理单元：录入送检单位信息、送检型号信息以及送检终端信息，送检单位信息包括单位名称、单位地址、送检人和联系方式；被检终端型号信息包括生产单位、接线方式、通讯协议、各测试量额定值、各测试量精度等级、交直流电压电流回路数、各模拟量点号和测试码值转换关系、各遥信点号和逻辑参量、各遥控点号和有无源输出参量，被检终端信息包括送检日期和通讯连接参数；

(4)方案管理单元：检测人员根据送检终端的型号信息、配置参数以及检测依据，预先建立多个测试方案库，选择测试项目并配置测试项目参数和测试要求，制作一系列测试方案模版；

(5)检测作业单元：创建检测任务，选择批量检测终端和选择测试方案，根据需要调整方案内容、增删改测试项目，生成最终测试任务列表；在测试界面自动测试数据和计算误差结论，支持手动测试填写数据；最后审核人员审核测试项目数据结论；

(6)检测报告单元：提供历史数据查询和报告打印功能，查询历史测试任务记录、测试数据明细、终端送检情况、测试项目合格率统计功能。

2.如权利要求1所述的智能配电终端多表位自动检测系统，其特征在于，所述模拟量信号输出单元接收测试模块的指令后，向被测配电终端提供相应标准模拟量信息，模拟量信号输出单元返回上位机的数值是精密采样电路的采集的实时值，所述模拟量信息用于配电终端的模拟量采集精度测试、模拟量变化响应时间测试、过电压测试、过电流测试、重合闸测试、死区范围测试、越限告警测试、不平衡以及谐波测试环节中提供标准的模拟量信号；

所述模拟量信号输出单元包括大功率开关电源、实时系统、电压功放电路、电流功放电路、电压档位切换电路、电流档位切换电路、电压采样单元、电流采样单元、液晶屏和键盘；所述实时系统、电压功放电路、电流功放电路、电压档位切换电路、电流档位切换电路、电压采样单元和电流采样单元依次连接成环路结构；所述大功率开关电源分别与电压功放电路和电流功放电路连接；所述液晶屏和键盘与实时系统连接。

3.如权利要求1所述的智能配电终端多表位自动检测系统，其特征在于，所述开关量单元接收测试模块的指令后，向被测配电终端提供相应的开关量节点开出信号，开关量节点开出信号支持单个输出或成组的信号序列输出；所述开关量开出信号节点接入被测配电终端的遥信开入信号接入端子，开关量开出信号用于配电终端的遥信状态测试、遥信响应时间测试、遥信防抖测试和雪崩测试测试环节中提供标准的开关量节点开入信号；

所述开关量单元包括RS232和RS485通信模块、时钟模块、主控模块、输入电平比较检测电路和输出空极点电路；所述RS232和RS485通信模块、时钟模块分别与主控模块连接；所述主控模块分别与输入电平比较检测电路和输出空极点电路连接；

所述开关量单元通过开入模块检测并记录被测配电终端的开关量节点开出信号，并通过所记录的开入信号状态和时刻，实现对被测配电终端的遥控准确性测试、遥控保持时间测试以及返校功能测试。

4. 如权利要求1所述的智能配电终端多表位自动检测系统，其特征在于，所述测试模块 通过内部通讯，实现模拟量信号输出单元和开关量单元的协同工作，为被测配电终端提供测试所用的标准模拟量和开关量，并通过与配电终端通讯交互配电终端的遥测、遥信、遥控、遥调各种状态数据，实现对配电终端的自动测试。

5.如权利要求1所述的智能配电终端多表位自动检测系统，其特征在于，所述多表位检测工作台能够接入N台终端，为配电终端的多表位自动检测提供丰富、便捷和通用的连接方式；所述多表位检测工作台支持N台不同种类不同类型配电终端并行测试。

6.如权利要求1所述的智能配电终端多表位自动检测系统，其特征在于，所述数据库管理模块通过网络通讯，实现在线数据集中管理，支持数据的离线导入导出，使用人员在不可连接网络数据库的情况下进行测试，入网后将测试数据再汇总到在线数据库内。

7.如权利要求1-6中任一项所述的智能配电终端多表位自动检测系统的检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤一、将检测系统所述模拟量信号输出单元的交直流模拟量输出的端子分别对应连接到N台不同种类不同类型被测配电终端的模拟量采集端子，电压采用并联方式，电流采用串联方式；

步骤二、将被测配电终端的通讯端口分别连接到检测系统所述测试模块的被测配电终端通讯接入端口；根据被测配电终端的通讯协议和接口模式而选择不同的连接方式，如果被测配电终端的通讯协议为DL/T634.5101时采用RS485并联接入方式，如果被测配电终端的通讯协议为DL/T634.5104时直接将以太网接口接入测试模块的以太网接入端口；

步骤三、在测试模块的计算机上开始进行自动测试；

步骤四、在测试模块中搜索、检查被测配电终端的信息是否存在，如果已经存在直接选择即可，否则需要完成该配电终端首次使用的信息新建；

步骤五、在测试模块中搜索、检查测试方案信息是否存在，如果已经存在直接选择即可，否则需要新建测试方案；

步骤六、在测试模块中选择需要测试的终端信息和测试方案，生成测试任务列表；

步骤七、检查物理连接和测试模块参数设置正确后，点击测试按钮启动测试；测试模块将按照设定的测试任务逐一实现各测试子项目的自动测试；测试模块将自动记录测试过程中的数据，并自动对数据进行分析、计算和处理，并将测试数据和测试结论一并保存到数据库中；

步骤八、测试结束后，审核人员对测试数据和结论进行审核和确认；

步骤九、测试人员根据需要选择报告模板，测试模块根据模板格式，自动生成测试报。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述步骤三中，自动测试包括：

模拟量测试，测试模块根据测试方案，通过通讯接口或者外接键盘向模拟量信号输出单元发出模拟量输出指令，实时系统控制电压功放电路和电流功放电路输出，电压功放电路和电流功放电路后级是电压档位切换电路和电流档位切换电路，在输出端有电压采样电路和电流采样电路，将实时值反馈给实时系统，构成闭合回路，对输出模拟量进行实时的跟踪和调节，得到更高精度的模拟量输出值；模拟量信号输出单元返回上位机的数值是电压采样电路和电流采样电路采集的实时值；

开出量测试时，测试模块根据测试方案，通过通讯接口向开关量单元发出开关量开出指令，主控模块接收通过通讯接口接收到指令后，经分析处理，如果为实时开出指令，则主控模块直接控制开关量输出模块进行开出；如果接收到的指令为预设的定时开出指令或开出指令序列，则主控模块将开出指令缓存，并将当前时刻与预设时刻进行实时比较，等待预设时刻到达后逐一控制开关量输出模块进行开出；该开出量被测配电终端作为开入采集后，测试模块通过标准的IEC101或者IEC104协议读取终端记录的开入状态和相应的时标，与设定的开出标准状态和时间进行分析比较并得到被测配电终端的开入状态和相应的时间误差，并将相应数据和误差储存到数据库；

开入量测试时，测试模块根据测试方案不同，包括两种途径触发被测配电终端开出，第一种方式为通过标准的IEC101或者IEC104协议向被测配电终端发出遥控指令，第二种方式为输出满足被测配电终端逻辑动作的相应模拟量，被测配电终端接收到遥控指令或者满足逻辑动作的模拟量后，将进行相应的开关量开出，该开出信号接至被测试系统中开关量单元的开关量输入模块，主控模块将实时检测并记录相应的开入状态和动作时间，并将记录信息通过通讯接口传送至测试模块，在测试模块中进行分析处理得到被测配电终端的开出状态和相应的时间误差，并将相应数据和误差储存到数据库；

遥测精度测试，检测系统控制程控标准源按照方案设置输出电压、电流标准量，再通过终端主动上报或检测系统总召的方式读取终端报文数据以进行误差计算；如果误差低于设置的自动测试限值或者超时，自动进入下一项目的测试；如果误差在高于设置的自动测试限值且未超时，则继续读取终端数值，直到误差低于设置的自动测试限值或者超时；

遥测死区测试，程控标准源从方案设置的最低范围开始输出，每次输出按照设定的步长增加；读取终端数值，读到第一个数值变位点作为基准点Ua，读到的第二的数值变位点作为变化点Ub，变化点Ub与基准点Ua的差值小于死区精度，认为合格；

遥信测试，方案中设置遥信输出装置输出多组脉冲的脉宽、周期和个数；检测系统通过协议读取终端报文，比较输出的脉冲个数和被测配电终端遥信接收的个数，如果相等则合格，不相等则不合格；

遥信防抖测试，方案中设置遥信输出装置发出多组不同脉宽的脉冲，要求被测配电终端不接收输出脉宽小于标准脉宽的脉冲，输出脉宽大于标准脉宽的脉冲全部接收；

遥信顺序测试，方案设置遥信输出装置多通道输出，每个通道间隔时间t可设置；读取终端报文，要求终端接收遥信的顺序与遥信输出的顺序相同；

遥控测试，方案设置被测配电终端遥控输出个数和遥控输出间隔时间，检测系统通过协议控制终端输出；检测系统通过遥控输入装置的报文得到遥控输入个数，要求系统接收个数与终端输出个数相；

遥控保持时间测试，方案设置被测配电终端遥控保持时间t1，通过协议让终端某通道遥控输出；通过遥控输入装置的报文得到上升沿和下降沿时间，系统计算出终端实际遥控保持时间t2；要求t1和t2的差值小于允许误差值；

对时测试，检测系统通过协议对被测配电终端进行时间设置，保证被测配电终端时间与系统时间一致；控制遥信输出装置输出，读取被测配电终端协议，通过SOE报文时标得到终端时间；要求被测配电终端时间与系统时间一致；

SOE分辨率测试，SOE分辨率项目测量的是被测配电终端通道间的分辨率；方案设置遥信输出装置按照时间t1间隔，多通道输出；通过被测配电终端SOE报文得到时标，计算出多通道间接收间隔时间t2；要求t1和t2的差值不大于SOE分辨率；

自定义项目测试，自定义项目是提供给用户自由设定检测流程的检测项目，实现告警信息采集测试、遥测越限告警及上传功能测试、双位置遥信测试、遥控异常自诊断测试、故障保护功能投退测试。

9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述步骤四中，配电终端首次使用的信息新建步骤为：录入送检单位、送检型号以及被测配电终端信息，并维护遥信、遥控、遥测每个项目对应的在通讯协议中的点号位置；遥测项目的精度、SOE分辨率和转换关系；被测配电终端的额定电压、电流和使用的通信协议，连接方式信息，完成被测配电终端的信息新建。

10.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述步骤五中，新建测试方案步骤为：根据测试需要，在检测系统提供的测试项目库中选择测试子项目，并配置测试子项目的参数和测试要求。

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