配電終端測試儀自動校準系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用分析

摘要：配電終端是實現(xiàn)配電自動化的保障，本文對于配電終端測試儀中的自動校準系統(tǒng)的設(shè)計進行了分析，對其功能設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計環(huán)節(jié)進行詳細闡述。并根據(jù)設(shè)計目的對其在實際生產(chǎn)的應(yīng)用進行了闡釋，得出了其應(yīng)用效果好、應(yīng)用優(yōu)勢大、應(yīng)用前景廣的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：上機位;SOE;自動校準系統(tǒng)

引言：國家電網(wǎng)在2017年出臺了配電自動化終端入網(wǎng)專業(yè)檢測大綱，為了符合大綱要求，必須對配電終端測試儀進行校準。自動校準系統(tǒng)有利于避免人力資源的浪費，能夠提升供電質(zhì)量，保障供電安全，增強供電能力，因此電力企業(yè)應(yīng)該重視對于其的設(shè)計和應(yīng)用。

1.配電終端測試儀中自動校準系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié)

1.1主要功能設(shè)計

國家智能電網(wǎng)的普及帶來了智能化的配電終端，與此同時，對于終端測試儀的精度也提出了新的要求。傳統(tǒng)的校準方法都需要人工的參與，誤差較大，因此自動校準系統(tǒng)就應(yīng)運而生了，它的主要功能包括完成裝置的自動輸出、讀取數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)、判定精度以及生成報告等。配電終端測試儀自動校準系統(tǒng)主要包括計算機，高精度功率分析儀器和配電終端測試儀三個部分[1]。傳統(tǒng)的校準方法如圖1所示。

1.2硬件設(shè)計

在硬件方面，校準系統(tǒng)主要是由以下幾個部分所組成，分別是控制臺、模擬量信號輸出單元、開關(guān)量模擬單元、通信單元、測試臺。在控制臺中，上機位是自動化校準系統(tǒng)的控制終端，在整個系統(tǒng)的運行中起到大腦的作用，能夠控制信號流，做好監(jiān)測校準工作。開關(guān)量模擬單元可以進行雙通道工作，一邊輸出開關(guān)量模擬信號，一邊檢測被測終端的開關(guān)量輸出信號。與此同時，三相標準源設(shè)備具有可以對校準對象進行標記，其輸出數(shù)值的正確與否直接影響自動化校準系統(tǒng)的全局。

在通常情況下，模擬量信號輸出單元的輸出功率為0～400V電壓、0～100A電流、或者0～1200v直流電壓、0～60A直流電流。采取閉環(huán)矢量控制技術(shù)對三相標準源設(shè)備進行控制，需要具有模擬仿真配電網(wǎng)故障的功能，以便進行模擬校準。閉環(huán)矢量控制技術(shù)下的三相標準源含有波形源、矢量采樣、信號處理以及多路高精度功放四個模塊[2]。

服務(wù)器和工作站組成了測試臺，工作站將各測試結(jié)果統(tǒng)一進行匯總，再傳送到工作站內(nèi)，工作站數(shù)據(jù)進行分析和管理。測試臺的作用是提供模擬信號、開關(guān)量信號以及通訊功能等。硬件組成如圖2所示。

1.3軟件設(shè)計

校準系統(tǒng)的完備離不開軟件的配套使用，軟件系統(tǒng)發(fā)揮著協(xié)同操作、線上數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)輸出輸入以及無網(wǎng)狀態(tài)自動檢測作用。軟件設(shè)計的目的是為了完成信息錄入，控制通信，點號配置，測試方案設(shè)計等，以此實現(xiàn)對多臺終端的自動校準和管理。

具體來說軟件系統(tǒng)主要有六個功能模塊。第一是用戶管理模塊，目的是實現(xiàn)對訪問者權(quán)限、賬號信息、測試項目權(quán)限等進行管理，實現(xiàn)信息的維護和分配;第二是系統(tǒng)管理模塊，這個模塊中包含設(shè)置參數(shù)、環(huán)境因素、硬件接口以及檢測設(shè)備等;第三是采樣信息管理模塊，負責管理送檢單位;第四是方案管理模塊，根據(jù)自動化校準系統(tǒng)終端類型設(shè)計相符的測試方案;第五是檢測工作模塊，此模塊可以根據(jù)采樣信息管理模塊和方案管理模塊的上傳的信息開展測試工作，可以同時使用自動檢測與手工檢測兩種方法，對數(shù)據(jù)的有效性能進行詳細的審核;第六是檢測報告模塊，在校準審核完成可以呈現(xiàn)查詢檢測解果以及打印報表。軟件工作流程如圖3所示。

2.自動校準系統(tǒng)在配電終端測試儀中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用效果

自動校準系統(tǒng)可以有效的滿足配電終端測試儀的功能要求，可以對校準對象輸出直流或交流的標準源，還可以多路開出，遙控信號，對于校準對象的SOE、輸入信號等數(shù)據(jù)也可以進行有效接收，進而完成對校準對象的自動校準。SOE即是對系統(tǒng)中的各處狀態(tài)變化和持續(xù)時間進行自動記錄，在發(fā)生事故時進行自動開關(guān)和繼電保護的信息[3]。

將自動校準系統(tǒng)用于配電終端測試儀中時，將全部校準對象相連并設(shè)定好校準參數(shù)和部分，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化運行，極大程度上緩解了人工校準的壓力，縮短了校準時間。自動化校準系統(tǒng)的檢測范圍廣泛，檢測項目齊全，數(shù)據(jù)的獲得也更加全面準確。

2.2應(yīng)用優(yōu)勢

自動化校準系統(tǒng)在實際應(yīng)用中優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是告警方面，首先告警的內(nèi)容齊全，系統(tǒng)內(nèi)包含高達100種以上的告警方式，對于供配電設(shè)備的主回路、分支回路等都能實現(xiàn)全局校準。其次，告警的效率高，系統(tǒng)的告警時間一般不會超過100ms，對于支路回路等次要系統(tǒng)的告警時間也不會不超過1s，有助于工作人員及時采取處理措施，保障系統(tǒng)的正常運行。最后是系統(tǒng)的操作簡便，校準系統(tǒng)控制設(shè)備以及輔助控制設(shè)備都使用網(wǎng)線相連，還可以進行通訊，便于人員之間的溝通。

另一方面在測量方面，首先是測量的數(shù)據(jù)量大，可以同時測量電壓、電流數(shù)據(jù)高于50萬;再次是對于一些難以測量的波能夠進行測量，比如諧波的含量和畸變率;最后是測試的準確性，對于所測量的電壓、電流數(shù)據(jù)保有很高的精度。自動校準系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢如表一所示。

2.3應(yīng)用前景

2.3.1智能化與互聯(lián)網(wǎng)化

在互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用下，信息共享已經(jīng)成為時代的標配，自動校準系統(tǒng)的運行需要大量數(shù)據(jù)作為支撐。在互聯(lián)網(wǎng)信息的支持下，配電終端測試儀可以檢測到更深入和復雜的問題，并形成相應(yīng)的解決方案，以此應(yīng)對未來生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的風險。與此同時，結(jié)合智能化技術(shù)，自動校準系統(tǒng)的自主性又會進一步提升，進一步解放了人力，降低成本，提升經(jīng)濟效應(yīng)。

2.3.2集成化與綜合化

未來的配電終端測試儀系統(tǒng)將會高度集成化和綜合化的系統(tǒng)，對于不同處收集來的信息，系統(tǒng)進行統(tǒng)一分類與管理，將系統(tǒng)功能整合與合并，使得每一條數(shù)據(jù)都能得到妥善處理，提高自動校準系統(tǒng)的效率。但系統(tǒng)能力提升并不意味著人工被完全取代，而是對技術(shù)人員的要求進一步提高了，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工作和分析工作都能由自動校準系統(tǒng)運行時，技術(shù)人員所要做的是對數(shù)據(jù)的綜合化分析，提出合理的改進建議[4]。

結(jié)束語：綜上所述，未來的配電終端測試儀將會越來越趨向自動化，發(fā)展自動校準系統(tǒng)有利于更好的保障配電安全，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題。因此電力企業(yè)必須不斷發(fā)展自動化技術(shù)，提升自動化校準水平，為電力行業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻：

[1]沃建棟，張文杰等.配電終端測試儀自動校準系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].國外電子測量技術(shù)，2019，38（11）：91-96.

[2]曾瑞江，李玎等.配電終端自動化檢測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技，2019，3（19）：44-46.

[3]李晶晶，王乾娟，孫智，金海彬，羅春妹，黃文鈺.參考級直流標準電壓源自動校準系統(tǒng)[J].計量學報，2020，41（03）：306-310.

[4]楊帥，王開科，南東亮，魏偉，張路.繼電保護裝置自動化檢測系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].電氣技術(shù)，2020，21（04）：116-121.

作者簡介：陳成（1990-），江蘇省淮安市人，漢族，助理工程師，本科，研究方向：計量與測試