CN108664373A - 一种pmu装置运行故障自诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PMU装置运行故障自诊断方法：步骤1：实时对PMU装置中使用的若干电压等级中关键电源的电压进行采集测量，并将测量值与预先设置好的安全阈值进行比较；当发现任意一路被采集的电源电压低于其对应的安全阈值，则保存内存中用于生成日志信息的数据并告警；步骤2：实时监视采样电力信号的AD芯片的采样时序，当发现采样时序异常，则自动重置时序并告警；步骤3：实时监视CPU的运行负荷状况，当负荷高于安全阈值，则终止应用程序并告警；步骤4：实时校验非易失性存储器中存储的程序数据，当校验发现程序数据发生改变，则发出告警。本方法通过对PMU装置可能出现的故障进行实时监视，提升了PMU装置对自身运行故障的自诊断能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种PMU(同步相量测量)装置运行故障自诊断方法。
背景技术
PMU装置因其测量精度高和数据实时性好，成为了电力调度中心实时监视电力系统运行状态的重要手段。鉴于PMU装置在保障电力系统安全稳定运行方面的重要作用，电力系统中的PMU装置使用量近年来不断增大。然而，面对各种现场的复杂运行环境，PMU装置在运行过程中总会出现各种各样的问题。大量的现场运行经验表明，电源稳定性不佳导致功能失效、AD时序异常导致量测不准、CPU负荷异常偏高导致装置性能下降和程序数据差错导致运行出错等自身运行故障，是影响PMU装置运行质量的四大主要因素。
PMU是集数据采集、相量计算和实时通信于一体的高精度测量装置。实时对装置可能发生的运行故障进行自诊断，是保证PMU装置长期稳定运行的基础。目前，PMU装置对自身运行故障的自诊断水平还不高，不足以实时发现诸如电源工作异常、AD采集异常、CPU负荷瞬间过高和程序数据差错等故障，导致PMU装置长时间带病工作，严重影响了PMU数据的可用率，给电力系统的运行状态监视和事故预防带来安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种PMU装置运行故障自诊断方法，提高现有PMU装置对自身运行故障的自诊断水平。
本发明具体采用以下技术方案：
一种PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：实时对PMU装置中使用的若干电压等级中关键电源的电压进行采集测量，并将测量值与预先设置好的、对应的安全阈值进行比较；当发现任意一路被采集的电源电压低于其对应的安全阈值，则保存内存中用于生成日志信息的数据并告警；
步骤2：实时监视采样电力信号的AD芯片的采样时序，当发现采样时序异常，则自动重置时序并告警；
步骤3：实时监视CPU的运行负荷状况，当负荷高于安全阈值，则终止应用程序并告警；
步骤4：实时校验非易失性存储器中存储的程序数据，当校验发现程序数据发生改变，则发出告警。
所述步骤1中，若干电压等级具体指3.3V、5V和12V，对不同电压等级的电源，分别设置不同的安全阈值；采集是通过AD芯片以高于8000Hz的采样速率实时进行。
所述步骤2中，采样时序异常指：若任意AD芯片经过其标称的最长采样转换时间后仍然处于忙状态。
所述步骤3中，实时监视CPU的运行负荷状况指：在CPU运行过程中，读取两个时刻处的CPU使用情况(两个时刻间的时间间隔不超过1毫秒)，并从读取值获得这两个时刻处的CPU空闲时间片数Idle1和Idle2；同时，通过读取值计算获得这两个时刻处的CPU总时间片Total1和Total2；利用((Total2-Total1)-(Idle2-Idle1))/(Total2-Total1)×100％计算出CPU的负荷值。
在步骤4中，将存储在非易失性存储器中的程序数据划分成多个大小不超过1KB的片段，每次校验时在软件的主循环中采用校验和的方式处理一个片段，处理完所有片段后，用校验的结果来判断存储器中存储的程序数据是否发生改变；若校验和与程序数据的原始校验和不一致，则程序数据发生改变，发出告警；否则在下次校验时重新从程序数据的第一个片段开始新的校验过程，周而复始。
在步骤1～步骤4中，告警通过驱动硬接点和在数据报文中置标志位实现，且不同的告警原因使用不同的告警硬接点和标志位。
有益效果：本发明通过对关键工作电源电压、AD采样时序、CPU负荷和程序数据可能发生的故障进行实时自诊断，为尽早发现PMU装置的运行故障提供了重要手段，可提高电力系统中PMU数据的可用率。
附图说明
图1为本发明的PMU装置运行故障自诊断方法实施例流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细介绍。
如附图1所示为本发明公开的PMU装置运行故障自诊断方法实施例，包括以下步骤：
步骤1：PMU装置实时通过AD芯片以高于8000Hz的采样速率实时采集自身装置中的3.3V、5V和12V等关键电源的实际电压值，并将采集到的实际电压值与预设的安全阈值做比较；当任意一路电源电压的实测值低于其对应的安全阈值，则迅速将用于生成日志信息的数据保存到非易失性存储器中，同时发出告警；
步骤2：在模拟量采样中断里，通过对采集模拟量信号的所有AD芯片的转换状态进行监测，以达到对AD工作时序进行实时监视的目的；若任意AD芯片经过其标称的最长采样转换时间后仍然处于忙状态，则表明AD时序工作异常，重新初始化AD采样时序并发出告警；
步骤3：在CPU运行过程中，读取两个时刻处的CPU使用情况，两个时刻间的时间间隔不超过1毫秒，并从读取值获得这两个时刻处的CPU空闲时间片数Idle1和Idle2；同时，通过读取值计算获得这两个时刻处的CPU总时间片Total1和Total2。利用((Total2-Total1)-(Idle2-Idle1))/(Total2-Total1)×100％即可计算出CPU的负荷值。使用计算出来的负荷值与预设的安全阈值做比较，当负荷值高于安全阈值，则终止除告警所需程序外的所有其他应用程序，同时发出告警；
步骤4：将存储在非易失性存储器中的程序数据划分成多个大小不超过1KB的片段，每次校验时在软件的主循环中采用校验和的方式处理一个片段。处理完所有片段后，以校验和是否发生改变来判断存储器中存储的程序数据是否发生了改变；若校验和与程序数据的原始校验和不一致，则程序数据已发生改变，将发出告警信号；若校验和与程序数据的原始校验和一致，则程序数据没有发生改变。下次校验时重新从程序数据的第一个片段开始新的校验过程，周而复始。
在步骤(1)～步骤(4)中，告警信号通过硬接点和标志位两种方式传递。硬接点告警信号可在变电站后台监控查看，而标志位可通过数据报文传递至调度中心。不同的告警原因使用不用的告警硬接点和标志位，方便变电站本地和调度中心远程判断PMU装置运行异常的原因。
Claims (6)
1.一种PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：实时对PMU装置中使用的若干电压等级中所有或关键电源的电压进行采集测量，并将测量值与预先设置好的、对应的安全阈值进行比较；当发现任意一路被采集的电源电压低于其对应的安全阈值，则保存于内存中用于生成日志信息的数据并告警；
步骤2：实时监视采样电力信号的AD芯片的采样时序，当发现采样时序异常，则自动重置时序并告警；
步骤3：实时监视CPU的运行负荷状况，当负荷高于安全阈值，则终止应用程序并告警；
步骤4：实时校验非易失性存储器中存储的程序数据，当校验发现程序数据发生改变，则发出告警。
2.根据权利要求1所述的PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于：所述步骤1中，若干电压等级指3.3V、5V和12V；对不同电压等级的电源，分别设置不同的安全阈值；采集是通过AD芯片以高于8000Hz的采样速率实时进行。
3.根据权利要求1所述的PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于：所述步骤2中，采样时序异常指：若任意AD芯片经过其标称的最长采样转换时间后仍然处于忙状态。
4.根据权利要求1所述的PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于：所述步骤3中，实时监视CPU的运行负荷状况指：在CPU运行过程中，读取时间间隔不超过1毫秒的两个时刻处的CPU使用情况，并从读取值获得这两个时刻处的CPU空闲时间片数Idle1和Idle2；同时，通过读取值计算获得这两个时刻处的CPU总时间片Total1和Total2；利用((Total2-Total1)-(Idle2-Idle1))/(Total2-Total1)×100％计算出CPU的负荷值。
5.根据权利要求1所述的PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于：在步骤4中，将存储在非易失性存储器中的程序数据划分成多个大小不超过1KB的片段，每次校验时在软件的主循环中采用校验和的方式处理一个片段，处理完所有片段后，用校验的结果来判断存储器中存储的程序数据是否发生改变；若校验和与程序数据的原始校验和不一致，则程序数据发生改变，发出告警；若程序数据没有发生改变，则在下次校验时重新从程序数据的第一个片段开始新的校验过程，周而复始。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的PMU装置运行故障自诊断方法，其特征在于：在步骤1～步骤4中，告警通过驱动硬接点和在数据报文中置标志位实现，且不同的告警原因使用不同的告警硬接点和标志位。
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