CN115389971A - 加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，包括：波形库管理系统、集约化检测装置、检测转换装置和被测配电终端；所述波形库管理系统用于对入库检测波形进行统一管理，检测前从波形库中挑选若干检测波形，并对检测波形进行加密处理，以确保配电终端检测项目的保密性；所述集约化检测装置用于与系统其他三个组成部分进行交互，并对波形进行解密，将波形数据转化为多通道电气量输出；实时监控、接收配电终端的检测结果，生成检测报告；所述检测转换装置用于将输入的每一个电气量信号转换成若干个完全相同的电气量输出信号，使检测装置能够同时对多台终端进行同步测试；所述被测配电终端包括配电一二次成套设备中的FTU和DTU。

Description

加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统

技术领域

本发明涉及配电设备入网检测技术领域，尤其涉及一种加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统。

背景技术

单相接地故障是配电网中最频发的一类故障，同时也是配电网中研判难度最高的一类故障，当下现场使用的配电终端的单相接地故障研判准确率处于较低水平，经常出现故障误判、漏判的问题。为提升单相接地故障研判准确率，对所有入网配电终端单相接地故障研判性能的检测，有望提升现场配电终端的单相接地故障研判准确率。

现有的配电终端单相接地故障综合测试系统已经能够实现对配电终端单相接地故障研判性能的测试，但在实际应用时发现，现有检测系统的系统保密性、检测高效性、装置便携性上都还存在不足。

1）系统保密性：现有检测系统在保密性上主要存在三点不足：

a.现有系统在波形库管理系统、检测装置配套软件系统的管理上主要采用用户名/密码认证的方式对访问用户进行识别，一旦密码被窃取，整套检测系统的检测流程、检测项目就会全部泄露；

b.现有检测波形文件采用业内通用的波形文件格式，虽然保证了波形的通用性，但也提高了波形文件失窃后内部数据泄露的可能性。特别的，现有的检测波形一般统一存储在波形库管理系统中，而波形库管理系统和检测装置配套软件系统通常部署在不同硬件设备上，在检测开始前需要将检测波形文件从波形库管理系统上以U盘拷贝、文件传输等方式转移至检测装置上，由于文件转移过程的存在，波形文件泄露的可能性进一步加大；

c.在维护现有自动化报告生成功能的过程中发现，一旦检测项目、检测标准发生变动，自动化报告模板也需要同步修改，这个过程通常需要检测单位的合作方介入，且检测单位需要将变动内容告知合作方，合作方才能修改相应程序。这使得检测单位不得不扩大检测项目、检测标准的知晓范围，检测保密性进一步降低。

2）检测高效性：现有检测系统在硬件、软件上的效率都有待提高。硬件上，每一套检测系统只能同时检测一台配电终端，极大的制约了检测效率的提升；软件上，目前装置的报告系统还不成熟，大量检测数据需要检测人员手工处理。

3）装置便携性：现有检测系统在硬件上包括上位机、功率源、交换机、被测配电终端等组成部分，且一套检测系统只能同时对一台配电终端进行检测。为保证检测效率，检测时通常需要使用多套检测设备，这使得检测场所变更时，检测人员需要携带大量硬件设备，给检测人员带来了极大的不便。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统。保障检测系统的保密性、高效性、便携性。本发明在现有检测系统的基础上通过：①硬件、软件综合加密技术；②加入检测转换装置；③检测上位机、功率源一体化设计；④自动化报告生成功能模块化设计等方式全面提升检测系统的保密性、高效性、便携性。

其包括：波形库管理系统、集约化检测装置、检测转换装置和被测配电终端。

综合测试系统包括硬件平台与软件系统，能够实现对配电终端单相接地研判性能的测试。

所述波形库管理系统用于对入库检测波形进行统一管理，检测前从波形库中挑选若干检测波形，并对检测波形进行加密处理，以确保配电终端检测项目的保密性。

所述集约化检测装置用于与系统其他三个组成部分进行交互，并对波形进行解密，将波形数据转化为电气量输出；实时监控、接收配电终端的检测结果，生成检测报告，作为整套系统的核心设备。

所述检测转换装置用于将每一路电气量输出转变为多路相同输出，使得检测装置能够同时对多台终端进行同步测试；

所述被测配电终端包括配电一二次成套设备中具备单相接地故障研判功能的FTU和DTU。

本发明在现有配电终端单相接地综合测试系统硬件平台和软件系统的基础上进行优化设计，集约化检测系统的保密性、高效性、便携性与现有系统相比都有较大提升。

本发明具体采用以下技术方案：

一种加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于，包括：波形库管理系统、集约化检测装置、检测转换装置和被测配电终端；

所述波形库管理系统用于对入库检测波形进行统一管理，检测前从波形库中挑选若干检测波形，并对检测波形进行加密处理，以确保配电终端检测项目的保密性；

所述集约化检测装置用于与系统其他三个组成部分进行交互，并对波形进行解密，将波形数据转化为多通道电气量输出；实时监控、接收配电终端的检测结果，生成检测报告；

所述检测转换装置用于将输入的每一个电气量信号转换成若干个完全相同的电气量输出信号，使检测装置能够同时对多台终端进行同步测试；

所述被测配电终端包括配电一二次成套设备中的FTU和DTU。

进一步地，试验方法包括以下步骤：

步骤S1：波形处理：对所有入库波形进行统一处理；

步骤S2：波形加密：每次检测前，按要求从波形库中挑选出若干检测波形，通过软件加密的形式对抽取出的波形进行加密处理；

步骤S3：检测准备：将从波形库中抽取出的检测波形导入集约化检测装置中，完成加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统的电气线路、通讯线路连接；在集约化检测装置处设置集约化检测装置与配电终端之间的通信参数，建立装置间的通信连接并进行测试；

步骤S4：波形解密：对加密波形进行解密处理，以保证波形文件能够被检测装置正确识别；

步骤S5：波形回放：集约化检测装置逐一解析每个波形文件，将波形数据转化为单组电气量输出；

步骤S6：电气量转换：检测转换装置将集约化检测装置输出的单组电气量信号中的每一路电气量信号转换成相同的多路输出，并封装成多组电气量，每组包含的电气量信号完全相同，同时完成接口转换，以保证输出信号能够直接输入配电终端；

步骤S7：故障研判：配电终端依据线路包括：三相电压、三相电流、零序电压、零序电流的电气量信息，判断线路是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，还需要判断发生单相接地故障的位置是不是区内故障；若发生区内单相接地故障，则应当发送相应数据信号，告知集约化检测装置；反之，若没发生单相接地故障，或是区外单相接地故障，配电终端不应上送接地告警信号；

步骤S8：结果评判：在检测全部完成之后，集约化检测装置汇总所有配电终端的所有检测波形的检测结果，根据检测结果筛选需要再次进行测试的配电终端和检测波形。

进一步地，在步骤S3当中，所述通信参数包括：IP地址、端口号、通信规约、电压和/或电流通道、开关量通道、以及三遥点表；所述三遥点表包括：遥信点表、遥测点表和遥控点表。

进一步地，在步骤S5当中，所述单组电气量输出包括：三相电压、三相电流、零序电压和零序电流。

进一步地，在步骤S6当中，集约化检测装置通过测试线将包括三相电压、三相电流、零序电压和零序电流的电气量输入检测转换装置中；检测转换装置将每一路电气量信号转换成多路相同的输出，所有电气量输出被封装进若干航插接头中，每个航插接头中均包括三相电压、三相电流、零序电压、零序电流等电气量信号。

进一步地，在步骤S8中的再次进行测试指，针对个别配电终端、检测波形进行多次测试，以保证最终检测结果的可信度。

进一步地，在步骤S8中：

如果需要再次进行测试：手动或自动选择需要进行再次测试的配电终端、检测波形，重复步骤S5-步骤S8；

如果不需要再次进行测试；则集约化检测装置汇总所有配电终端的所有检测波形的检测结果，生成检测结果分析报告。

进一步地，将自动化报告生成功能拆分成若干功能模块，采用模块化设计对自动化报告生成功能进行开发；功能模块分为保密模块和公开模块，保密模块涉及配电终端评判逻辑，由专门的涉密人员开发与维护；公开模块不涉密，交由一般人员进行开发和维护。

与现有技术相比，本发明及其优选方案具有以下有益效果：

1）系统保密性更好。本发明检测系统可以综合硬件加密技术、软件加密技术、软件模块化开发技术，全面提高检测系统的保密性。

a.硬件加密技术：通过硬件加密狗保证波形库管理系统、集约化检测装置配套软件不受外来人员侵入，防止检测波形失窃；

b.软件加密技术：采用加密算法对波形文件进行加密处理，保证波形文件内部数据在拷贝、移动的过程中不被外部人员获取；

c.软件模块化开发技术：将自动化报告生成功能拆分成若干功能模块功能，模块可分为保密模块、公开模块。保密模块涉及配电终端评判逻辑，由专门的涉密人员开发与维护；公开模块不涉密，交由一般人员进行开发和维护。保密模块、公开模块之间通过接口进行相互调用，保证自动化报告生成功能的功能完整性的同时，提高检测系统的保密性。

2）检测高效性更优。检测系统中包含检测转换装置、自动化报告生成功能，使检测系统的检测效率进一步提高。

a.检测转换装置：系统中集成了检测转换装置，使得一套检测设备能同时对多台终端进行测试，大大提高了单套检测装置的测试效率；

b.自动化报告生成功能：检测系统中集成了自动化报告生成功能，减少了检测人员的操作量。在本发明的一个优选实例中，自动化报告生成功能中还集成了复测模块，使得首轮检测结束之后系统能自动挑选配电终端、检测波形进行复测，在复测结束之后将所有测试结果统一整合至检测分析报告中。

3）装置便携性更强。检测系统硬件上采用一体化设计，并加入了检测转换装置，使得整套检测装置的便携性更强，便于检测工作的开展。

a.硬件一体化设计：将现有系统中的检测上位机、功率源进行一体化设计，使得硬件设备的体积大大降低；

b.检测转换装置：系统中集成了检测转换装置，使得一套检测设备能同时对多台终端进行测试，变向降低了检测所需硬件设备的体积。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1为本发明实施例的系统流程图。

图2为本发明实施例的系统结构示意图。

图3为本发明实施例的自动化报告生成功能架构图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图1-图3所示，本实施例加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统及其工作方法的设计包括：波形库管理系统、集约化检测装置、检测转换装置、配电终端四个主要部分，除此之外，系统中还包括加密狗、交换机等硬件辅助设备。

波形库管理系统指：兼具波形统一处理、波形存储、测试波形抽取、波形加密功能的应用软件。所有检测备选波形均存储于波形库管理系统中，管理系统对波形长度、格式、名称进行统一处理，并根据波形特征将波形分类存储。每次检测前，根据检测要求从波形库中抽取若干符合要求的波形，并采用特定算法对波形进行加密处理，确保检测的保密性和公平性。特别的，波形库管理系统可以配置硬件加密狗，进一步提高系统的保密性。

集约化检测装置指：波形解密、波形回放、多通道电气量输出、在线监测、测试结果评判、自动化报告生成功能于一体的检测装置。集约化检测装置能够批量读取经波形库管理系统处理的加密波形文件，对波形文件进行解密处理，随后可以逐一将波形文件进行回放，并将波形文件转换成对应的多通道电气量输出，用于配电终端的单相接地故障研判功能测试，在测试过程中还可以对配电终端检测情况进行在线实时监测，测试结束后对测试结果进行评判，并自动生成检测结果分析报告。特别的，集约化检测装置可以配置硬件加密狗，进一步提高系统的保密性。

检测转换装置指：具备电气量转换功能的装置，将输入的每一个电气量信号转换成若干个完全相同的电气量输出信号，是检测系统能够同时对多台终端进行并行测试的关键组成部分，大幅度提高系统的检测效率。

被测配电终端指：一二次成套设备中的FTU或DTU。一二次成套设备指配电线路上使用的柱上开关或环网柜与它们配套的FTU或DTU。一般而言，一二次成套设备指柱上开关+FTU的组合，或环网柜+DTU的组合。

本发明集约化配电终端单相接地综合测试系统，其试验方法包括以下步骤：

步骤S1：波形处理。为便于波形管理，及后续的检测，需要对所有入库波形进行统一处理，统一波形的长度、格式、命名规范等；

步骤S2：波形加密。每次检测前，按要求从波形库中挑选出若干检测波形，通过软件加密的形式对抽取出的波形进行加密处理，保证用于检测的波形不外泄，保证配电终端检测的保密性、公平性。加密后的波形可以通过U盘拷贝、文件传输等各类方式进行转移且保证不泄漏；

步骤S3：检测准备。将从波形库中抽取出的检测波形导入集约化检测装置中，完成集约化配电终端单相接地综合测试系统的电气线路、通讯线路连接。在集约化检测装置处设置集约化检测装置与配电终端之间的通信参数，建立装置间的通信连接并进行测试；

步骤S3通信参数包括：IP地址、端口号、通信规约、电压/电流通道、开关量通道、三遥点表。特别的，三遥点表中遥信点号中的单相接地故障的点号一定要配置正确。

三遥点表包括：遥信点表、遥测点表、遥控点表。三遥点表是标准一二次成套设备中的配电终端和配电自动化主站通信时所包含的常规数据。

步骤S4：波形解密。对加密波形进行解密处理，以保证波形文件能够被检测装置正确识别；

步骤S5：波形回放。集约化检测装置逐一解析每个波形文件，将波形数据转化为单组电气量输出；

步骤S5单组电气量输出包括：三相电压、三相电流、零序电压、零序电流等；

步骤S6：电气量转换。检测转换装置将集约化检测装置输出的单组电气量信号中的每一路电气量信号转换成相同的多路输出，并封装成多组电气量，每组包含的电气量信号完全相同，同时完成接口转换，保证输出信号能够直接输入配电终端。检测转换装置的存在使得本发明的检测系统能同时对多台终端进行测试，是提高本系统检测效率的关键；

如图2所示，集约化检测装置通过测试线将三相电压、三相电流、零序电压、零序电流等电气量输入检测转换装置中。检测转换装置将每一路电气量信号转换成多路相同的输出，所有电气量输出被封装进若干航插接头中，每个航插接头中均包括三相电压、三相电流、零序电压、零序电流等电气量信号。

步骤S7：故障研判。配电终端依据线路包括：三相电压、三相电流、零序电压、零序电流的电气量信息，判断线路是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，还需要判断发生单相接地故障的位置是不是区内故障；若发生区内单相接地故障，则应当发送相应数据信号，告知集约化检测装置；反之，若没发生单相接地故障，或是区外单相接地故障，配电终端不应上送接地告警信号；

步骤S8：结果评判。在检测全部完成之后，集约化检测装置汇总所有配电终端的所有检测波形的检测结果，根据检测结果挑选需要再次进行测试的配电终端和检测波形；

步骤S8中再次进行测试指，配电终端单相接地故障研判性能测试的测试结果存在偶然性，为了提高检测结果的可信度，可针对个别配电终端、检测波形进行多次测试，保证最终检测结果的可信度。

分为下两种情形：

需要再次进行测试。手动/自动选择需要进行再次测试的配电终端、检测波形，重复步骤S5-步骤S8；

不需要再次进行测试。集约化检测装置汇总所有配电终端的所有检测波形的检测结果，一键生成检测结果分析报告。

如图3所示，步骤S82一键生成检测结果分析报告由自动化报告生成功能实现。自动化报告生成功能可分为波形生成单元、测试输出单元、综合评判单元、复测单元、报告单元5个模块，5个模块之间通过模块接口进行交互。其中，波形生成单元模块被集成在波形库管理系统中；测试输出单元、综合评判单元、复测单元、报告单元被集成在集约化检测装置的软件系统中。波形生成单元、综合评判单元属于保密部分，需由检测单位内部人员进行开发和维护；测试输出单元、复测单元、报告单元不涉及检测单位核心机密，可交由合作方人员进行开发和维护。

自动化报告生成功能中的各个模块之间的交互接口的常见实现方式有三种：函数调用接口、数据库接口、消息接口。其中，函数调用接口需约定并实现函数及动态库，需要双边开发人员就整个系统进行联调测试，模块之间的耦合性较强，不利于开发和后期维护；数据库接口只需要双方共享数据库，规定数据表结构、登录账号密码即可实现模块之间的交互，无需联调通信；消息接口需定义消息结构并实现网络编码，灵活性最强，可维护性最好，但初次开发的开发工作量较大，且需要联调通信。综合考虑自动化报告生成功能的开发难度、可维护性、可扩展性，在本实施例中最终采用数据库接口的方式实现多模块间的交互。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进接润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于，包括：波形库管理系统、集约化检测装置、检测转换装置和被测配电终端；

所述波形库管理系统用于对入库检测波形进行统一管理，检测前从波形库中挑选若干检测波形，并对检测波形进行加密处理，以确保配电终端检测项目的保密性；

所述集约化检测装置用于与系统其他三个组成部分进行交互，并对波形进行解密，将波形数据转化为多通道电气量输出；实时监控、接收配电终端的检测结果，生成检测报告；

所述检测转换装置用于将输入的每一个电气量信号转换成若干个完全相同的电气量输出信号，使检测装置能够同时对多台终端进行同步测试；

所述被测配电终端包括配电一二次成套设备中的FTU和DTU。

2.根据权利要求1所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：

试验方法包括以下步骤：

步骤S1：波形处理：对所有入库波形进行统一处理；

步骤S2：波形加密：每次检测前，按要求从波形库中挑选出若干检测波形，通过软件加密的形式对抽取出的波形进行加密处理；

步骤S3：检测准备：将从波形库中抽取出的检测波形导入集约化检测装置中，完成加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统的电气线路、通讯线路连接；在集约化检测装置处设置集约化检测装置与配电终端之间的通信参数，建立装置间的通信连接并进行测试；

步骤S4：波形解密：对加密波形进行解密处理，以保证波形文件能够被检测装置正确识别；

步骤S5：波形回放：集约化检测装置逐一解析每个波形文件，将波形数据转化为单组电气量输出；

步骤S6：电气量转换：检测转换装置将集约化检测装置输出的单组电气量信号中的每一路电气量信号转换成相同的多路输出，并封装成多组电气量，每组包含的电气量信号完全相同，同时完成接口转换，以保证输出信号能够直接输入配电终端；

步骤S7：故障研判：配电终端依据线路包括：三相电压、三相电流、零序电压、零序电流的电气量信息，判断线路是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，还需要判断发生单相接地故障的位置是不是区内故障；若发生区内单相接地故障，则应当发送相应数据信号，告知集约化检测装置；反之，若没发生单相接地故障，或是区外单相接地故障，配电终端不应上送接地告警信号；

步骤S8：结果评判：在检测全部完成之后，集约化检测装置汇总所有配电终端的所有检测波形的检测结果，根据检测结果筛选需要再次进行测试的配电终端和检测波形。

3.根据权利要求2所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：

在步骤S3当中，所述通信参数包括：IP地址、端口号、通信规约、电压和/或电流通道、开关量通道、以及三遥点表；所述三遥点表包括：遥信点表、遥测点表和遥控点表。

4.根据权利要求2所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：在步骤S5当中，所述单组电气量输出包括：三相电压、三相电流、零序电压和零序电流。

5.根据权利要求2所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：在步骤S6当中，集约化检测装置通过测试线将包括三相电压、三相电流、零序电压和零序电流的电气量输入检测转换装置中；检测转换装置将每一路电气量信号转换成多路相同的输出，所有电气量输出被封装进若干航插接头中，每个航插接头中均包括三相电压、三相电流、零序电压、零序电流等电气量信号。

6.根据权利要求2所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：在步骤S8中的再次进行测试指，针对个别配电终端、检测波形进行多次测试，以保证最终检测结果的可信度。

7.根据权利要求6所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：

在步骤S8中：

如果需要再次进行测试：手动或自动选择需要进行再次测试的配电终端、检测波形，重复步骤S5-步骤S8；

如果不需要再次进行测试；则集约化检测装置汇总所有配电终端的所有检测波形的检测结果，由自动化报告生成功能生成检测结果分析报告。

8.根据权利要求7所述的加密处理的配电终端单相接地集约化综合测试系统，其特征在于：

将自动化报告生成功能拆分成若干功能模块，采用模块化设计对自动化报告生成功能进行开发；功能模块分为保密模块和公开模块，保密模块涉及配电终端评判逻辑，由专门的涉密人员开发与维护；公开模块不涉密，交由一般人员进行开发和维护。

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