TWI627420B

TWI627420B - Power test system

Info

Publication number: TWI627420B
Application number: TW105128853A
Authority: TW
Inventors: Jian-De Li
Original assignee: Taiwan Power Co
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2018-06-21
Also published as: TW201809693A

Abstract

一種電力測試系統，適用於變電所，變電所包含一設置於一房間且用以顯示電力資料的設備，及一設置於該另一房間且電連接該設備以接收電力資料的遠程終端單元，電力測試系統包含一電連接該遠程終端單元以接收來自該遠程終端單元的回傳電力資料的訊號轉換單元，及一電連接該訊號轉換單元以接收電力資料的監控裝置，監控裝置用以移動地放置於鄰近設備，並執行一虛擬主機程式，該虛擬主機程式根據回傳電力資料從資料表對照出相關於回傳電力資料的訊息畫面，以方便監測人員能直接於設置設備的房間內檢測以釐清問題，達到快速除錯及修正之目的。

Description

電力測試系統

本發明是有關於一種測試系統，特別是指一種有監控程式及資料收集能力的電力測試系統。

參閱圖1，現有的一電力測試系統是藉由一電力監控設備6電連接一變電所的一遠程終端單元7來執行，該電力測試系統的該電力監控設備6具有以下之缺點：

1.體積過大：現有的電力監控設備6包含一個圖控主機61及一工業電腦主機62，因此該電力監控設備6的體積有過大之問題，所以具有移動不便之疑慮。

2.至少需要二名監測人員使用對講機8溝通測試：在測試的過程中，需要有一名監測人員待在第五房間控制並觀察該電力監控設備6的該輸入輸出單元63輸出之訊息畫面，而另一名監測人員則須待在欲測試設備的房間，例如，欲測試設備為第一設備，而放置該第一設備的房間為第一房間，該另一名監測人員則須待在第一房間內觀察該第一設備的機台狀況，該二名監測人員藉由對講機 8比對該電力監控設備6的該輸入輸出單元63輸出之訊息畫面所顯示之資料是否與該第一設備之狀態相同，因此，浪費了過多的人力成本於溝通測試。

3.無法快速測試：因需要藉由該二名監測人員利用對講機8溝通比對後才能測試該電力監控設備6的該輸入輸出單元63輸出之訊息畫面是否與該欲測試設備之狀態相同，且若測試後發現該電力監控設備6的該輸入輸出單元63輸出之訊息畫面與該欲測試設備之狀態不相同，還需由待在該第一房間的該另一名監測人員對該欲測試設備進行檢測後再藉由該對講機8知會待在該第五房間的該監測人員繼續測試比對。

因此，本發明之目的，即在提供一種能縮小體積且僅需一名監測人員即能快速完成電力測試的電力測試系統。

該電力測試系統適用於至少一變電所，該變電所包含複數個分別設置於該變電所的不同房間的設備，及一電連接該等設備以接收每一設備的一電力資料的遠程終端單元，該等設備包括至少一欲測試設備，每一設備用以顯示該設備所對應的電力資料之功能，該電力測試系統包含一訊號轉換單元，及一監控裝置。

該訊號轉換單元電連接該遠程終端單元以接收來自該遠程終端單元的一回傳電力資料，該回傳電力資料為該欲測試設備的電力資料。

該監控裝置用以移動地放置於鄰近該欲測試設備，並包括一處理單元，及一輸入輸出裝置。

該處理單元電連接該訊號轉換單元以接收並儲存該回傳電力資料，並執行一虛擬主機程式，該虛擬主機程式紀錄至少一資料表，該資料表具有複數筆對應不同電力資料的訊息畫面，該虛擬主機程式根據該回傳電力資料從該資料表對照出一相關於該回傳電力資料的訊息畫面。

該輸入輸出裝置電連接該處理單元以接收並顯示該訊息畫面。

11‧‧‧第一設備

12‧‧‧第二設備

13‧‧‧第三設備

14‧‧‧第四設備

2‧‧‧遠程終端單元

31‧‧‧第一房間

32‧‧‧第二房間

33‧‧‧第三房間

34‧‧‧第四房間

35‧‧‧第五房間

4‧‧‧訊號轉換單元

41‧‧‧第一轉換器

42‧‧‧第二轉換器

43‧‧‧第二轉換器

44‧‧‧第二轉換器

45‧‧‧第二轉換器

46‧‧‧協定轉換器

47‧‧‧導線

5‧‧‧監控裝置

51‧‧‧處理單元

52‧‧‧輸入輸出裝置

53‧‧‧虛擬主機程式

54‧‧‧輸入單元

55‧‧‧輸出單元

56‧‧‧網路卡

6‧‧‧電力監控設備

61‧‧‧圖控主機

62‧‧‧工業電腦主機

63‧‧‧輸入輸出單元

7‧‧‧遠程終端單元

8‧‧‧對講機

9‧‧‧插座

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明現有的電力測試系統；圖2是一示意圖，說明本發明電力測試系統的一第一實施例；圖3是一示意圖，說明本發明電力測試系統的該第一實施例的另一態樣；及圖4是一示意圖，說明本發明電力測試系統的一第二實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明電力測試系統的一第一實施例適用於至少一變電所(Substation)，在本第一實施例，電力測試系統是一資料採集與監控(supervisory control and data acquisition，簡稱SCADA)系統，是指一種監控及控制所有裝置的集中式系統，或是在由分散在一個區域(小到一個工廠，大到一個國家)中許多監控室的組合，該變電所包含複數個分別設置於該變電所的不同房間31、32、33、34的設備11、12、13、14，及一電連接該等設備11、12、13、14以接收每一設備11/12/13/14的一電力資料的遠程終端單元(Remote Terminal Unit,RTU)2，該等設備11、12、13、14包括至少一欲測試設備，每一設備11/12/13/14能顯示該設備11/12/13/14所對應的電力資料，在本第一實施例以四個分別設置於不同房間31、32、33、34的設備11、12、13、14為例，且該遠程終端單元2設置於不同於設置該四個設備11、12、13、14的房間31、32、33、34的另一房間35，其中，該四個設備11、12、13、 14包括主變電器、斷路器，及氣體絕緣開關(Cubicle Type Gas Insulated Switchgear,C-GIS)，但不以此為限。

該電力測試系統包含一訊號轉換單元4，及一監控裝置5。

該訊號轉換單元4藉由一網路線電連接該遠程終端單元2以接收來自該遠程終端單元2的一回傳電力資料，該回傳電力資料為該欲測試設備的電力資料，且該回傳電力資料具有複數個數位狀態，及複數個類比數值，該等數位狀態為該欲測試設備之狀態，例如該斷路器開或關，及該電驛狀態為正常(亦即不須連動其他相關設備)或動作(亦即偵測到異常發生，例如過電壓、過電流等，須連動其他相關設備)等等之類的設備狀態，而該等類比數值具有電流值、電壓值，及功率值。

該訊號轉換單元4包括複數個插座9、一第一轉換器41，及複數個第二轉換器42、43、44、45。該第一轉換器41插置於該遠程終端單元2所放置的該另一房間35的插座9上且藉由該網路線電連接該遠程終端單元2以接收來自該遠程終端單元2的一呈一第一訊號格式的回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第一訊號格式轉換成一第二訊號格式，而該等第二轉換器42、43、44、45分別插置於該四個設備11、12、13、14所在之房間31、32、33、34的插座9上，該等第二轉換器42、43、44、45藉由複數條導線 47電連接該等插座9以接收來自該第一轉換器41的呈該第二訊號格式的該回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第二訊號格式轉換成該第一訊號格式，其中，該等導線47即為原先已配置於連通該變電所的所有房間31、32、33、34、35內的該等插座9的電力線。

該監控裝置5用以移動地放置於鄰近該欲測試設備，並電連接所對應的該第二轉換器42以接收來自該第二轉換器42的該回傳電力資料，其中，該回傳電力資料呈該第一訊號格式，該監控裝置5包括一處理單元51，及一輸入輸出裝置52。

該處理單元51具有一電連接所對應的該第二轉換器42的網路卡56，該處理單元51儲存該網路卡56所接收的該回傳電力資料，並執行一虛擬主機程式53，該虛擬主機程式53被規劃成複數個記憶體位址，該等記憶體位址內已儲存複數個相關於該等設備11、12、13、14之資料表，以本第一實施例為例，該等記憶體位址分別為第一記憶體位址、第二記憶體位址、第三記憶體位址及第四記憶體位址，而該第一記憶體位址、該第二記憶體位址、該第三記憶體位址及該第四記憶體位址分別存放相關於該第一設備11、該第二設備12、該第三設備13及該第四設備14的資料表，而每一資料表紀錄複數筆相關於其所對應的設備之不同電力資料的訊息畫面，該虛擬主機程式53接收並儲存該回傳電力資料於所對應之記憶體位址，且根據該記憶體位址所儲存的該回傳電力資料與該資料表對照出一相關於該回傳電力資料的訊息畫面。

其中，該資料表具有一數據庫，及一圖面庫，該數據庫儲存複數筆相關於該變電所的該等電力資料之類比數值及數位狀態的數據點；而該圖面庫儲存複數筆分別相關於該數據庫的該等資數據點的訊息畫面，當該處理單元51執行該虛擬主機程式53，會根據該電力資料之類比數值及數位狀態與該數據庫對照出複數個相關於該電力資料之類比數值及數位狀態的數據點，再根據該數據點和該圖面庫對照選擇出該等相關該電力資料的訊息畫面。

該輸入輸出裝置52電連接該處理單元51以接收並顯示該訊息畫面，該輸入輸出裝置52包括一輸入單元54，及一輸出單元55

該輸入單元54產生一指示該處理單元51輸出該訊息畫面的顯示指令和一相關於控制該欲測試設備的控制指令，並電連接該處理單元51以輸出該顯示指令和該控制指令，該輸入單元54包括一鍵盤，及一滑鼠。

該輸出單元55電連接該處理單元51以接收並顯示該訊息畫面，該輸出單元55包括一顯示器。

為更清楚說明，在此定義該四個設備11、12、13、14分別為第一設備11、第二設備12、第三設備13，及第四設備14，且該第一設備11和該第二轉換器42、該第二設備12和該第二轉換器43、該第三設備13和該第二轉換器44，及該第四設備14和該第二轉換器45分別設置於該變電所的第一房間31、第二房間32、第三房間33，和第四房間34，而該遠程終端單元2和該第一轉換器41則設置於該變電所的第五房間35，在此針對該第一實施例之作動加以說明。

當一監測人員欲測試該第一設備11時(此時的該第一設備11即為該欲測試設備)，會將該監控裝置5攜帶至設置該第一設備11的該第一房間31，並將該監控裝置5電連接該訊號轉換單元4的該第二轉換器42，該監控裝置5即可透過該訊號轉換單元4電連接設置於該第五房間35的遠程終端單元2，使得該監控裝置5和該遠程終端單元2進行交握溝通，以致該遠程終端單元2得到一相關於該第一設備11的網際網路協定位址(亦即Internet Protocol Address,IP Address)，而產生對應該網際網路協定位址所在處的該第一設備11目前狀態的電力資料的該回傳電力資料，並將該回傳電力資料傳送至該訊號轉換單元4，該訊號轉換單元4的該第一轉換器41接收該回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第一訊號格式轉換成該第二訊號格式，該第二轉換器42接收來自該第一轉換器41的該呈該第二訊號格式的回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第二訊號格式轉換至該第一訊號格式，且將該呈第一訊號格式的回傳電力資料傳送至該監控裝置5的該網路卡56，並經由該網路卡56傳送至該處理單元51，該處理單元51接收並儲存該回傳電力資料於該虛擬主機程式53的該第一記憶體位址，並執行該虛擬主機程式53，再根據該回傳電力資料之類比數值及數位狀態與該數據庫對照出複數個相關於該電力資料之類比數值及數位狀態的數據點，再根據該等數據點和該圖面庫對照選擇出相關該電力資料的該訊息畫面，該輸入輸出裝置52接收該訊息畫面並藉由該輸出單元55顯示該訊息畫面，該監測人員即可根據該輸出單元55所顯示的該訊息畫面比對該第一設備11上所顯示的電力資料是否相同，若不同的話，該監測人員即開始進行偵錯，以確認是否為資料表內的數據庫或是圖面庫所儲存的該等數據點或是訊息畫面有誤，而馬上於該第一房間31藉由該監控裝置5進行修正及驗證，並將修正後的資料表儲存於該處理單元51內。

若該監測人員確認該資料表無誤，則該監測人員則會再開始驗證該遠程終端單元2到該第一設備11之間的接線是否有問題，或是該第一設備11之運作是否正常，驗證方法是藉由該監控裝置5的該輸入輸出裝置52的輸入單元54輸入控制該第一設備11的動作訊息，例如將該第一設備11的斷路器關閉，該輸入單元54即產生指示將該第一設備11的斷路器關閉的控制指令，並經由該處理單元51經由該網路卡56傳送至該第二轉換器42，該第二轉換器42 則將該控制指令自第一訊號格式轉換成第二訊號格式，再經由該等電力線傳送至該第一轉換器41，該第一轉換器41接收該控制指令，並將該控制指令自第二訊號格式轉換成第一訊號格式，並傳送至該遠程終端單元2，該遠程終端單元2再根據該控制指令將該第一設備11的斷路器關閉，並傳送相關於該第一設備11的斷路器關閉後的該回傳電力資料經由該訊號轉換單元4輸出至該監控裝置5的處理單元51，該處理單元51則根據該回傳電力資料從該資料表對照出相關於該第一設備11的斷路器關閉後的該回傳電力資料的訊息畫面，並藉由該輸出單元55顯示，使得該監測人員不僅可以直接在該第一房間31內監測該第一設備11是否確實有遵照控制指令將斷路器關閉，並監測該輸出單元55所顯示的該訊息畫面與該第一設備11上所顯示的電力資料是否相同，藉此執行電力測試以確認該遠程終端單元2到該第一設備11之間的接線是否有問題，或是該第一設備11之運作是否正常。

另外，須加以補充的是，本第一實施例的第一訊號格式為乙太網路協定(Ethernet)，而第二訊號格式為電力線通信(Power Line Communication)協定。

參閱圖3，本第一實施例還具有另一態樣，即為該訊號轉換單元4也可只包括該第一轉換器41，及該等第二轉換器的其中之一42，而該第二轉換器42為可攜帶式的，舉例來說，當該監測人員測試完該第一設備11而想移至該第二房間32測試該第二設備時12，則將該監控裝置5和該第二轉換器44攜帶至該第二房間32，並將該第二轉換器42插置於該第二房間32的插座9上以使該第一轉換器41電連接該第二轉換器42，並將該監控裝置5電連接該第二轉換器42上，繼續類似上述之作動，在此不再贅述，藉由本第一實施例的另一態樣減少該訊號轉換單元4的該第二轉換器之數量，以降低成本。

參閱圖4，本發明電力測試系統的一第二實施例類似於該第一實施例，不同之處在於：由於本發明電力測試系統的該第二實施例的該遠程終端單元2所能接收/輸出的訊號格式為一串列數據格式(符合DNP3.0通訊協定，其訊號格式為RS-232訊號格式)，不同於該第一實施例的該第一訊號格式(乙太網路協定)，因此，該訊號轉換單元4還須包括一電連接於該遠程終端單元2和該第一轉換器41之間的協定轉換器(Protocol converter)46，該協定轉換器46藉由一串列傳輸線接收該遠程終端單元2輸出的呈串列數據格式的該回傳電力資料，並將該回傳電力資料由該串列數據格式轉換成該第一訊號格式以供該訊號轉換單元4的該第一轉換器41接收，或是藉由該網路線接收該第一轉換器41輸出的呈該第一訊號格式的該控制指令，並將該控制指令由該第一訊號格式轉換成該串列數據格式以供該遠程終端單元2接收。

另外，須加以說明的是，不論是該第一實施例還是該第二實施例，該監測人員在攜帶該監控裝置5至欲測試變電所之前，會先執行該監控裝置5的該虛擬主機程式53，以選擇相關於欲測試變電所的資料表於虛擬主機程式53，以致該虛擬主機程式53之介面能更簡單清晰，而使該監測人員在測試時只看到欲測試變電所的訊息畫面。

且由於本發明電力測試系統的該監控裝置的虛擬主機程式的主機系統與一主調度中心的主機系統為同一廠牌、同一作業系統(OS9000作業系統)，所以該監控裝置5每次完成測試、驗證及修正後，該監測人員都可直接將該監控裝置5的該處理單元51所儲存的該等訊息畫面和該修正後的資料表直接儲存於該主調度中心的主機，無須額外轉檔，因此可節省許多時間與人力。

綜上所述，本發明電力測試系統具有以下優點：

1.體積小：本發明電力測試系統藉由在該處理單元51內的虛擬主機程式53，使本發明電力測試系統能僅藉由該監控裝置5的該處理單元51達到現有電力監控設備的該圖控主機和該工業電腦主機之雙主機功效，因此，該監控裝置5的體積和重量能大幅縮減，而便於該監測人員將該監控裝置5攜帶至該變電所的任一房間以就近檢測該房間內的設備。

2.僅需一名監測人員：由於該監控裝置5體積小且可方便攜帶至該變電所的任一房間，因此，該監測人員可藉由該訊號轉換單元4使該監控裝置5電連接該變電所的遠程終端單元2，以便直接於該欲測試設備的該房間內測試驗證該輸入輸出裝置52顯示的該訊息畫面是否與該欲測試設備所顯示的電力資料相同。

3.便於快速測試：由於本發明電力測試系統的該監控裝置5能直接攜帶至該欲測試設備的該房間內，因此，該監測人員可直接對該欲測試設備進行檢測，檢測完畢後直接繼續驗證該輸入輸出裝置52顯示的該訊息畫面是否會隨該欲測試設備之狀態改變。

利用上述之優點使得本發明電力測試系統的該監控裝置5體積縮小而便於攜帶至欲測試之變電所的該欲測試設備的房間以方便該監測人員能直接於該欲測試設備的房間內檢測以釐清問題，達到快速檢測及修正之目的，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims

一種電力測試系統，適用於至少一變電所，該變電所包含複數個分別設置於該變電所的不同房間的設備，及一電連接該等設備以接收每一設備的一電力資料的遠程終端單元，該等設備包括至少一欲測試設備，該電力測試系統包含：一訊號轉換單元，電連接該遠程終端單元以接收來自該遠程終端單元的一回傳電力資料，該回傳電力資料為該欲測試設備的電力資料；及至少一監控裝置，用以移動地放置於鄰近該欲測試設備，並包括一處理單元，電連接該訊號轉換單元以接收並儲存該回傳電力資料，並執行一虛擬主機程式，該虛擬主機程式紀錄至少一資料表，該資料表具有複數筆對應不同電力資料的訊息畫面，該虛擬主機程式根據該回傳電力資料從該資料表對照出一相關於該回傳電力資料的訊息畫面，及一輸入輸出裝置，電連接該處理單元以接收並顯示該訊息畫面，該輸入輸出裝置產生一相關於控制該欲測試設備的控制指令，並經由該處理單元輸出至該訊號轉換單元，該遠程終端單元接收該控制指令，並根據該控制指令傳送相關於該欲測試設備的該電力資料。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該訊號轉換單元包括至少一第二轉換器，電連接於該監控裝置的該處理單元以接收來自該處理單元的該控制指令，並將該控制指令自一第一訊號格式轉換成一第二訊號格式，及一第一轉換器，電連接該第二轉換器和該遠程終端單元之間以接收該呈第二訊號格式的控制指令，並將該控制指令自該第二訊號格式轉換成該第一訊號格式。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該訊號轉換單元包括至少一第二轉換器，電連接於該監控裝置的該處理單元以接收該控制指令，並將該控制指令自一第一訊號格式轉換成一第二訊號格式，一第一轉換器，電連接該第二轉換器和該遠程終端單元之間以接收該呈第二訊號格式的控制指令，並將該控制指令自該第二訊號格式轉換成該第一訊號格式，及一協定轉換器，電連接該第一轉換器和該遠程終端單元之間以接收該呈第一訊號格式的控制指令，並將該控制指令自該第一訊號格式轉換成該串列數據格式。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該訊號轉換單元包括一第一轉換器，電連接該遠程終端單元以接收來自該遠程終端單元的該回傳電力資料，並將該回傳電力資料自一第一訊號格式轉換成一第二訊號格式，及至少一第二轉換器，電連接於該第一轉換器和該監控裝置的該處理單元之間以接收該呈第二訊號格式的回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第二訊號格式轉換成該第一訊號格式。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該訊號轉換單元包括一協定轉換器，電連接該遠程終端單元以接收來自該遠程終端單元的該回傳電力資料，並將該回傳電力資料自一串列數據格式轉換成一第一訊號格式，一第一轉換器，電連接該協定轉換器以接收該呈第一訊號格式的回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第一訊號格式轉換成一第二訊號格式，及至少一第二轉換器，電連接於該第一轉換器和該監控裝置的該處理單元之間以接收該呈第二訊號格式的回傳電力資料，並將該回傳電力資料自該第二訊號格式轉換成該第一訊號格式。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該回傳電力資料具有複數個類比數值及複數個數位狀態，該虛擬主機程式的該資料表具有一數據庫，儲存複數筆相關於該變電所的該等電力資料之該等類比數值及該等數位狀態的數據點，及一圖面庫，儲存複數筆分別相關於該數據庫的該等資數據點的訊息畫面，其中，該處理單元執行該虛擬主機程式，會根據該電力資料之該等類比數值及該等數位狀態與該數據庫對照出複數個相關於該電力資料之該等類比數值及該等數位狀態的數據點，再根據該等數據點和該圖面庫對照選擇出相關該電力資料的該訊息畫面。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該監控裝置的該處理單元在電連接該訊號轉換單元前會先執行該虛擬主機程式，以選擇並紀錄相關於該變電所的資料表於該虛擬主機程式內。
如請求項1所述的電力測試系統，其中，該輸入輸出裝置包括一輸入單元，產生一指示該處理單元輸出該訊息畫面的顯示指令，並電連接該處理單元以輸出該顯示指令，及一輸出單元，電連接該處理單元以接收並顯示該訊息畫面。