CN109444593A - 一种配电终端带载性能的自动化测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种配电终端带载性能的自动化测试系统和方法，可解决现有带载波形毛刺易对测试结果产生的干扰的技术问题。包括电子负载仪和波形监测仪，还包括测试软件、数据库及多设备切换装置；其中，所述多设备切换装置通过以太网和配电终端通信；所述测试软件和数据库交互进行数据及配置的存储和读取；所述测试软件和电子负载仪通过串口通信；所述测试软件和波形监测仪及多设备切换装置分别通过以太网进行通信，所述测试软件通过控制多路切换装置内部电路的通断，实现配电终端的断开和接入，进而实现多台配电终端带载性能的自动化测试。本发明可自动判断设备带载性能是否符合要求，同时利用多设备切换装置，实现多台设备自动化测试，提升了测试效率。

Description

一种配电终端带载性能的自动化测试系统和方法

技术领域

本发明涉及电力设备检验技术领域，具体涉及一种配电终端带载性能的自动化测试系统和方法。

背景技术

随着电力技术的发展，电力一次设备和二次配电终端设备的统一融合，已成为配电网领域研究的热点之一。一次设备二次设备的配套使用要求电力线路发生故障时二次配电自动化终端设备需要带动一次设备动作，因此二次配电终端设备带载性能是否满足要求对一二次设备能否配合使用十分重要。

发明内容

本发明提出的一种配电终端带载性能的自动化测试系统和方法，可解决现有带载波形毛刺对测试结果产生的干扰及测量点偏移时录波仪所接测量点和实际设备带载电源输出口压差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种配电终端带载性能的自动化测试系统，包括电子负载仪和波形监测仪，还包括测试软件、数据库及多设备切换装置；其中，

所述多设备切换装置通过以太网和配电终端通信；

所述测试软件和数据库交互进行数据及配置的存储和读取；

所述测试软件和电子负载仪通过串口通信；

所述测试软件和波形监测仪通过以太网进行通信；

所述测试软件和多设备切换装置通过以太网进行通信，所述多设备切换装置用于控制多台配电终端的切换，所述测试软件通过控制多路切换装置内部电路的通断，实现配电终端的断开和接入，进而实现多台配电终端带载性能的自动化测试。

进一步的，所述电子负载仪用于模拟电子设备所带外部电力负荷，所述测试软件通过电子负载仪获取未施加负载时配电终端带载电源接口电压，所述测试软件可设置带载电流、带载功率、带载时间，所述测试软件可控制负载投入和退出。

进一步的，所述波形监测仪用于录取被试设备即配电终端负载投入整个过程的电压波形，所述测试软件通过波形监测仪控制录取波形开始及停止，所述测试软件读取波形监测仪录取电压波形文件。

另一方面，本发明还公开一种配电终端带载性能的自动化测试方法，包括以下步骤：

S100、测试软件控制多设备切换装置，使电子负载仪和一台配电终端即被试设备带载电源输出口连接，波形监测仪和同一被试设备连接，和电子负载仪通信获取未带负载时被试设备带载电源出口电压，结合所带负荷种类，确定带载电流、带载功率、带载时间；

S200、测试软件和电子负载仪通信，设置电子负载仪带载电流、带载功率、带载时间，启动波形监测仪录取被试设备电压波形，控制电子负载投入；

S300、带载持续时间结束后测试软件和波形监测仪通信获取波形监测仪录取被试设备带负载过程中的电压波形，分析带载过程中电压变化情况，自动判定被试设备带载性能是否符合要求；

S400、测试软件控制多设备切换装置，断开电子负载仪和波形监测仪与已完成测试的设备连接，控制多路切换装置使电子负载仪和波形监测仪连接下一台未测试设备，重复上述步骤S100至S300，完成新连接设备测试，依次循环，直到所有的被试设备完成测试。

进一步的，所述步骤S100测试软件控制多设备切换装置，使电子负载仪和一台被试设备带载电源输出口连接，波形监测仪和同一被试设备连接，和电子负载仪通信获取未带负载时被试设备带载电源出口电压，结合所带负荷种类，确定带载电流、带载功率、带载时间；具体包括：

S101、测试软件控制电子负载仪及波形监测仪和被试设备的带载电源输出口连接；

S102、测试软件通过串口读取电子负载仪的电压，获取被试设备带载电源的空载电压；

S103、测试软件通过获取被试设备带载电源的空载电压，结合所带负荷种类，确定带载测试标准；

所述带载测试标准包括：带载电流、带载功率和带载时间。

进一步的，所述步骤S300、带载持续时间结束后测试软件和波形监测仪通信获取波形监测仪录取被试设备带负载过程中的电压波形，分析带载过程中电压变化情况，自动判定被试设备带载性能是否符合要求；具体包括：

S301、读取录波仪录取的被试设备带载过程中电压波形文件；

S302、依据所述电压波形文件采用中位值平均滤波，从波形数据起始点开始连续取N个数据，去掉一个最大值和一个最小值然后计算N-2个数据的算术平均值；

S303、从波形起始点向后滑窗，每次取N个数据按照中位值滤波法计算平均值，最后一段数据长度不足N时，将其实际数据长度记为M，去掉一个最大值和一个最小值后计算M-2个数据的算术平均值，取所有平均值里最小电压值记为Umin；

S304、补偿电压，根据测试电流计算测量点和被试设备电压带载电源输出点之间电压，记为Ux，设备带载过程中电压最低值则为Umin+Ux,记为Um；

S304、把Um和标准要求带载时电压最低值比较，若Um低于要求最低电压，则被试设备带载性能不合格，若Um大于等于要求最低电压，则被试设备带载性能合格。

由上述技术方案可知，本发明利用电子负载仪模拟配电终端外接负荷，用波形监测仪录取设备带载过程中电压波形，软件读取设备带载过程电压波形文件，自动分析带载过程电压变化情况，判断配电终端带载性能是否符合要求，利用多设备切换装置，实现对设备测试切换，完成自动化测试。

本发明的优点和效果是：本发明利用中位值滤波法解决了带载波形毛刺对测试结果产生的干扰，并且解决了测量点偏移时录波仪所接测量点和实际设备带载电源输出口压差问题，通过电压直接反映配电终端的带载能力，自动判断设备带载性能是否符合要求，同时利用多设备切换装置，实现多台设备自动化测试，提升了测试效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的配电终端带载性能的自动化测试系统，包括电子负载仪和波形监测仪，还包括测试软件、数据库及多设备切换装置；其中，

所述多设备切换装置通过以太网和配电终端通信；

所述测试软件和数据库交互进行数据及配置的存储和读取；

所述测试软件和电子负载仪通过串口通信；

所述测试软件和波形监测仪通过以太网进行通信；

所述测试软件和多设备切换装置通过以太网进行通信，所述多设备切换装置用于控制多台配电终端的切换，所述测试软件通过控制多路切换装置内部电路的通断，实现配电终端的断开和接入，进而实现多台配电终端带载性能的自动化测试。

具体的，所述电子负载仪用于模拟电子设备所带外部电力负荷，所述测试软件通过电子负载仪获取未施加负载时配电终端带载电源接口电压，所述测试软件可设置带载电流、带载功率、带载时间，所述测试软件可控制负载投入和退出。

具体的，所述波形监测仪用于录取被试设备配电终端负载投入整个过程的电压波形，所述测试软件通过波形监测仪控制录取波形开始及停止，所述测试软件读取波形监测仪录取电压波形文件。

如图2所示，本发明实施例的一种配电终端带载性能的自动化测试方法，包括以下步骤：

S100、测试软件控制多设备切换装置，使电子负载仪和一台配电终端即被试设备带载电源输出口连接，波形监测仪和同一被试设备连接，和电子负载仪通信获取未带负载时被试设备带载电源出口电压，结合所带负荷种类，确定带载电流、带载功率、带载时间；

S200、测试软件和电子负载仪通信，设置电子负载仪带载电流、带载功率、带载时间，启动波形监测仪录取被试设备电压波形，控制电子负载投入；

S300、带载持续时间结束后测试软件和波形监测仪通信获取波形监测仪录取被试设备带负载过程中的电压波形，分析带载过程中电压变化情况，自动判定被试设备带载性能是否符合要求；

S400、测试软件控制多设备切换装置，断开电子负载仪和波形监测仪与已完成测试的设备连接，控制多路切换装置使电子负载仪和波形监测仪连接下一台未测试设备，重复上述步骤S100至S300，完成新连接设备测试，依次循环，直到所有的被试设备完成测试。

具体的本发明实施例的测试馈线自动化终端操作电源带载能力步骤如下：

（1）将被试多台馈线自动化终端的操作电源接口经过多设备切换装置和录波仪电压通道连接，并连接电子负载仪和波形监测仪；

①.测试软件控制模拟电子负载和波形监测仪和第一台被试设备的带载电源连接；

②.测试软件通过串口读取电子负载仪的电压，获取操作电源的空载电压；

③.通过操作电源的空载电压，分析操作电源的电压等级，常见的馈线自动化终端电压等级DC24V/DC48V/DC110V/DC160V/DC220V；

④.把操作电源的空载电压记为u1，和5个常见的电压等级进行相除，得到四个系数f1、f2、f3、f4、f5

f1=u1/24，f2=u1//48，f3=u1//110，f4=u1//160 ,f5=v1/220

⑤．判断设备带载电源的电压等级

如果f1＞1，且f1＜1.2，则说明设备的带载电压为DC24V的等级；

如果f2＞1，且f2＜1.2，则说明设备的带载电压为DC48V的等级；

如果f3＞1，且f3＜1.2，则说明设备的带载电压为DC110V的等级；

如果f4＞1，且f4＜1.2，则说明设备的带载电压为DC160V的等级；

如果f5＞1，且f5＜1.2，则说明设备的带载电压为DC220V的等级；

（2）由步骤1获得的带载电压等级，及外部带负载要求确定测试标准，测试软件远程设置电子负载电流、功率、持续时间，投入电子负载，波形监测仪录取设备带载过程电压波形。

（3）获取波形监测仪录取的设备带负载过程中电压波形，分析带载过程中电压变化情况。

①．读取录波仪录取的设备带载过程中电压波形文件；

②. 中位值平均滤波，从波形数据其实点开始连续取10个数据，去掉一个最大值和一个最小值然后计算8个数据的算术平均值；

③．从波形起始点向结束点滑窗，每次取10个数据按照中位值滤波法计算平均值，最后一段数据长度不足10时，将其实际数据长度记为M，去掉一个最大值和一个最小值后计算M-2个数据的算术平均值，取所有平均值里最小电压值记为Umin；

④．补偿电压，根据测试电流计算测量点和设备电压输出点之间电压，记为Ux，设备带载过程中电压最低值则为Umin+Ux,记为Um；

⑤．Um和当前测试馈线自动化终端带载时标准要求电压最低值比较，若Um低于要求最低电压，则被试设备带载性能不合格，若Um大于等于要求最低电压，则被试设备带载性能合格。

（4）测试软件控制多设备切换装置，断开电子负载仪和波形监测仪与已完成测试馈线自动化终端连接，控制多路切换装置使电子负载仪和波形监测仪连接下一台未测试馈线自动化终端，重复上述步骤1至3，完成新连接设备测试。以此类推，直至所有的设备完成测试。

综上可知，本发明实施例利用电子负载仪模拟配电终端外接负荷，用波形监测仪录取设备带载过程中电压波形，软件读取设备带载过程电压波形文件，自动分析带载过程电压变化情况，判断配电终端带载性能是否符合要求，利用多设备切换装置，实现对设备测试切换，完成自动化测试。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种配电终端带载性能的自动化测试系统，包括电子负载仪和波形监测仪，其特征在于：还包括测试软件、数据库及多设备切换装置；其中，

所述多设备切换装置通过以太网和配电终端通信；

所述测试软件和数据库交互进行数据及配置的存储和读取；

所述测试软件和电子负载仪通过串口通信；

所述测试软件和波形监测仪通过以太网进行通信；

所述测试软件和多设备切换装置通过以太网进行通信，所述多设备切换装置用于控制多台配电终端的切换，所述测试软件通过控制多路切换装置内部电路的通断，实现配电终端的断开和接入，进而实现多台配电终端带载性能的自动化测试。

2.根据权利要求1所述的配电终端带载性能的自动化测试系统，其特征在于：所述电子负载仪用于模拟电子设备所带外部电力负荷，所述测试软件通过电子负载仪获取未施加负载时配电终端带载电源接口电压，所述测试软件可设置带载电流、带载功率、带载时间，所述测试软件可控制负载投入和退出。

3.根据权利要求2所述的配电终端带载性能的自动化测试系统，其特征在于：所述波形监测仪用于录取被试设备即配电终端负载投入整个过程的电压波形，所述测试软件通过波形监测仪控制录取波形开始及停止，所述测试软件读取波形监测仪录取电压波形文件。

4.一种配电终端带载性能的自动化测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100、测试软件控制多设备切换装置，使电子负载仪和一台配电终端即被试设备带载电源输出口连接，波形监测仪和同一被试设备连接，和电子负载仪通信获取未带负载时被试设备带载电源出口电压，结合所带负荷种类，确定带载电流、带载功率、带载时间；

S200、测试软件和电子负载仪通信，设置电子负载仪带载电流、带载功率、带载时间，启动波形监测仪录取被试设备电压波形，控制电子负载投入；

S300、带载持续时间结束后测试软件和波形监测仪通信获取波形监测仪录取被试设备带负载过程中的电压波形，分析带载过程中电压变化情况，自动判定被试设备带载性能是否符合要求；

S400、测试软件控制多设备切换装置，断开电子负载仪和波形监测仪与已完成测试的设备连接，控制多路切换装置使电子负载仪和波形监测仪连接下一台未测试设备，重复上述步骤S100至S300，完成新连接设备测试，依次循环，直到所有的被试设备完成测试。

5.根据权利要求4所述的一种配电终端带载性能的自动化测试方法，其特征在于，所述步骤S100测试软件控制多设备切换装置，使电子负载仪和一台被试设备带载电源输出口连接，波形监测仪和同一被试设备连接，和电子负载仪通信获取未带负载时被试设备带载电源出口电压，结合所带负荷种类，确定带载电流、带载功率、带载时间；具体包括：

S101、测试软件控制电子负载仪及波形监测仪和被试设备的带载电源输出口连接；

S102、测试软件通过串口读取电子负载仪的电压，获取被试设备带载电源的空载电压；

S103、测试软件通过获取被试设备带载电源的空载电压，结合所带负荷种类，确定带载测试标准；

所述带载测试标准包括：带载电流、带载功率和带载时间。

6.根据权利要求4所述的一种配电终端带载性能的自动化测试方法，其特征在于，所述步骤S300、带载持续时间结束后测试软件和波形监测仪通信获取波形监测仪录取被试设备带负载过程中的电压波形，分析带载过程中电压变化情况，自动判定被试设备带载性能是否符合要求；具体包括：

S301、读取录波仪录取的被试设备带载过程中电压波形文件；

S302、依据所述电压波形文件采用中位值平均滤波，从波形数据起始点开始连续取N个数据，去掉一个最大值和一个最小值然后计算N-2个数据的算术平均值；

S303、从波形起始点向后滑窗，每次取N个数据按照中位值滤波法计算平均值，最后一段数据长度不足N时，将其实际数据长度记为M，去掉一个最大值和一个最小值后计算M-2个数据的算术平均值，取所有平均值里最小电压值记为Umin；

S304、补偿电压，根据测试电流计算测量点和被试设备电压带载电源输出点之间电压，记为Ux，设备带载过程中电压最低值则为Umin+Ux,记为Um；

S304、把Um和标准要求带载时电压最低值比较，若Um低于要求最低电压，则被试设备带载性能不合格，若Um大于等于要求最低电压，则被试设备带载性能合格。