本發(fā)明涉及配電設備的測試技術領域，具體涉及便攜式配電產品傳動校驗儀及其實現(xiàn)的檢驗方法。

背景技術：

近幾年來，隨著配電網試點建設，配電終端作為配電自動化系統(tǒng)的關鍵組成部分，應用數量越來越多，在生產過程中和投入使用前后需對配電終端進行遙信、遙測、遙控、通信以及保護功能測試，往往需要多種設備多種軟件實現(xiàn)相結合才能滿足測試要求。現(xiàn)有測試手段還停留在一個比較低的水平，沒有可靠的、高效的、專業(yè)的測試方法。尤其是對配電網一、二次成套設備，沒有一個行之有效的儀器，來進行傳動校驗、故障判別、故障診斷。

由于配電終端產品種類繁多，硬件接口的多樣、功能各不相同，現(xiàn)有狀況主要采用以下測試方法。

采用市電作為供電電源，接入電流采用電流發(fā)生器，接入模擬開關進行測試。

采用繼電保護測試儀供給電流電壓，接入模擬開關進行測試。

對于配電設備校驗，只是單獨對配電終端進行測試校驗、單獨對配電開關進行測試校驗。

沒有一個專業(yè)的校驗設備對配電終端、配電開關和主站之間進行傳動校驗。

較差的配電設備校驗方法采用市電作為供電電源，接入電流采用電流發(fā)生器，接入模擬開關進行測試；這種測試技術方案輸出電壓、電流無法達到精確控制。

效果較好的一般采用繼電保護測試儀供給電流電壓，接入模擬開關進行測試?？梢赃M行電壓電流精確控制加量，但繼電保護測試儀價格昂貴，進行配電終端保護功能性測試時，另外需配備模擬開關裝置，接線及測試操作繁瑣，沒有終端功能測試項記錄保存功能，沒有進行模擬故障錄波功能。

現(xiàn)有校驗設備只是單獨針對配電終端進行測試校驗、單獨對配電開關進行測試校驗、沒有對配電終端或者配電開關的動作電壓電流進行模擬故障錄波功能。

現(xiàn)有沒有對配電終端和開關之間的成套設備傳動校驗，也沒有配電終端、配電開關和主站之間的傳動進行校驗測試。

現(xiàn)測試使用多類設備相結合進行現(xiàn)場調試，如繼保測試儀、筆記本電腦、模擬開關以及模擬斷路器裝置，設備繁多，重量過重，體積過大等不利攜帶因素，另外根據不同測試要求，需要使用多類不同軟件一起才能進行相關的檢測。給工作人員帶來極大的不便。

技術實現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明一方面提供了便攜式配電產品傳動校驗儀，可自動選擇性的對配電終端、配電開關、成套設備之一及與主站之間的傳動進行校驗，協(xié)助運維人員完成配電終端設備驗收、傳動以及日常運維工作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

便攜式配電產品傳動校驗儀，包括上層功能模塊和連接外部被檢設備的底層功能模塊；

所述上層功能模塊包括上位機核心控制模塊及分別與所述上位機核心控制模塊連接的外部輸入與輸出設備、顯示裝置和對外接口模塊；

所述底層功能模塊包括可與外部被檢測設備連接的對外測試接口、與所述對外測試接口連接的功能切換模塊、分別與所述功能切換模塊連接的動作電壓電流信號采集模塊、位置信號采集模塊和功能切換模塊，所述動作電壓電流信號采集模塊、位置信號采集模塊和功能切換模塊還連接有底層核心控制模塊，所述底層核心控制模塊還連接有電壓電流輸出模塊，所述電壓電流輸出模塊連接對外測試接口，所述底層核心控制模塊連接上位機核心控制模塊。

所述對外接口模塊包括對外串口、對外網口和對外USB口中的一個或多個。

所述功能切換模塊包括主站校驗模塊、終端校驗模塊、本體邏輯校驗模塊和成套設備校驗模塊中的一個或多個。

所述的電壓電流輸出模塊包括電壓電流采集模塊、DDS模塊和與所述DDS模塊連接的電壓電流放大模塊，所述DDS模塊的輸入端連接所述的底層核心控制模塊，所述電壓電流放大模塊的輸出端連接對外測試接口；所述電壓電流采集模塊的輸入端連接對外測試接口，輸出端連接底層核心控制模塊。

所述外部輸入設備包括鼠標和鍵盤；所述外部輸出設備包括LCD顯示屏。

本發(fā)明另一方面還提供由所述的便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法，所述方法包含：

配電終端校驗步驟：通過本體邏輯校驗模塊對開關本體執(zhí)行分閘、合閘、儲能動作信號，通過動作電壓電流信號采集模塊記錄開關執(zhí)行遙控動作電壓數據、電流數據，同時通過位置信號采集模塊采集的開關位置遙信狀態(tài)是否正確來校驗開關本體的遙信狀態(tài)切換是否正確；

配電開關校驗步驟：通過本體邏輯校驗模塊對開關本體執(zhí)行分閘、合閘、儲能動作信號，通過動作電壓電流信號采集模塊記錄開關執(zhí)行遙控動作電壓數據、電流數據，同時通過位置信號采集模塊采集的開關位置遙信狀態(tài)是否正確來校驗開關本體的遙信狀態(tài)切換是否正確；

成套設備傳動校驗步驟：將配電終端設備分閘、合閘、儲能動作信號經過成套設備校驗模塊連接到被測配電開關，被測配電開關的位置儲能信號反饋到配電終端，同時動作電壓電流信號采集模塊和位置信號采集模塊分別采集動作信號電壓電流和開關的位置信號，上層功能模塊通過采集的遙測、遙信狀態(tài)信息，和底層核心控制模塊采集的位置信號和電壓電流輸出的值對比，檢驗成套設備的遙測和遙信傳動是否正常。

當校驗項目的核心檢測標準不合格時，所述方法還包括以下診斷步驟：建立專家?guī)?，對裝置中所有可能出現(xiàn)問題的點進行收集、配置； 梳理所有可能導致測試項目校驗不合格的原因，系統(tǒng)對所有原因進行下一步分析，直到最后一層后得出診斷結果；設定各故障對應的判據與規(guī)則，對已配置的問題點進行校驗標準設定；綜合分析各項已采集的信息數據，給出評判結果。

進一步，所述檢驗方法，還包括：當主站發(fā)生報警信息時，通過與主站的網絡通信獲取報警信息，通過上報時間將信息與本地存儲的上傳的信息進行比較，從而診斷出正常的終端上報還是主站的誤報；將所有測試項均作為獨立的測試任務，使多個測試任務可以自由組合形成一個新的測試模板，該測試模板支持保存固化到本地文件中。

進一步，所述的檢驗方法，還包括：在開關以及成套設備的自動化測試中，使用包含分合閘電壓電流錄波、斷口信號錄波的圖形方法呈現(xiàn)本體開關的機械特性的相關屬性。

本發(fā)明的有益效果為：

通過標準化測試接口，簡單的接線操作，實現(xiàn)對配電終端設備功能、性能的驗證，以及一次開關功能、功耗的自動測試。同時，設備提供豐富的通信接口測試功能，支持對終端設備的通信回路和通信信息接口測試，實現(xiàn)對配電終端、一次開關、通信故障分界。

實現(xiàn)了對配電終端、配電開關、成套設備之一及其與主站之間的傳動進行校驗，能夠有效的協(xié)助運維人員完成配電終端設備驗收、傳動以及日常運維工作，產品便于攜帶和移動。

本發(fā)明將模擬開關功能模塊集成到一個測試裝置上，接線簡單，便攜易帶?？膳渲枚嘟M配電終端測試項，部分可以實現(xiàn)自動測試。對外接口統(tǒng)一，可以實現(xiàn)對多種型號的配電終端產品進行測試。自動生產測試報告，方便查詢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施例的結構框圖；

圖2為本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的一個優(yōu)選實施例的流程圖；

圖3為根據本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的一個實施例實現(xiàn)配電終端校驗的示意圖；

圖4為根據本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的一個實施例實現(xiàn)配電開關校驗的示意圖；

圖5為根據本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的一個實施例實現(xiàn)成套設備傳動校驗的示意圖；

圖6為根據本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法對成套產品的故障進行智能診斷的一個實施例；

圖7為本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的另一優(yōu)選實施例的流程圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示為本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀的一個優(yōu)選實施例，其包括上層功能模塊和連接外部被檢設備的底層功能模塊。

上層功能模塊包括上位機核心控制模塊及分別與上位機核心控制模塊連接的外部輸入和輸出設備、顯示裝置和對外接口模塊。本實施例的上位機核心控制模塊主要是一塊工控主板，主要是實現(xiàn)人機交互、對外通信、生成測試報告、存儲測試數據等功能。

本實施例外部輸入設備包括但不限于鼠標和鍵盤；外部輸出設備包括但不限于LCD顯示屏。

對外接口模塊包括對外串口、對外網口和對外USB口中的一個或多個，通過外部接口模塊與外部輸入輸出設備實現(xiàn)通信。

本實施例的底層功能模塊包括可與外部被檢測設備連接的對外測試接口、與對外測試接口連接的功能切換模塊、分別與功能切換模塊連接的動作電壓電流信號采集模塊、位置信號采集模塊和功能切換模塊，動作電壓電流信號采集模塊、位置信號采集模塊和功能切換模塊還連接有底層核心控制模塊，底層核心控制模塊還連接有電壓電流輸出模塊，電壓電流輸出模塊連接對外測試接口，底層核心控制模塊連接上位機核心控制模塊。

本實施例底層核心控制模塊為運行嵌入式控制程序的32位雙核CPU線路板，主要用于與上位機核心控制模塊進行信息交互，控制下位模塊中的功能切換模塊、DDS模塊等協(xié)調工作；并接收動作電壓電流信號采集模塊、電壓電流信號采集模塊和位置信號采集模塊等的信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)工作。解析預先設定的測試項目參數，控制各下位模塊的輸出，采集各種狀態(tài)值和返回量，對測試結果進行分析、整理、運算、判斷，完成測試。

開關本體進行自動分合閘操作時，需要一定的電壓、電流才能實現(xiàn)，本實施例的動作電壓電流信號采集模塊就是采樣本體進行自動分合閘操作時所消耗的電壓、電流的實時數值，采樣結果是特定間隔的有規(guī)律分步的離散點，這些離散點連接起來的包絡線會是一個曲線，經過特定算法處理、分析后的結果，可以用于定性判斷、也可以用于定量分析。

位置信號采集模塊用于對采集到的電信號，判斷被測試產品的實際位置，硬件構成為開關量采集電路，將位置信號轉換成高電位或者低電位，采用光耦或者磁性材料等隔離后，由處理器完成采樣。

電壓電流輸出模塊通過直接數字合成技術，生成多種校驗用小信號，然后通過功率放大，輸出多種幅值、頻率、相位可控的電壓電流波形，以實現(xiàn)配電設備在多種情景下，例如穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、浪涌、諧波和失真等的校驗。主要硬件構成包括嵌入式處理器、與嵌入式處理器連接的DA轉換器和電壓電流輸出邏輯控制電路，與DA轉換器通過隔離、濾波后連接功率放大電路。

電壓電流輸出模塊包括電壓電流采集模塊、DDS模塊和與DDS模塊連接的電壓電流放大模塊，DDS模塊的輸入端連接底層核心控制模塊，電壓電流放大模塊的輸出端連接對外測試接口；電壓電流采集模塊的輸入端連接對外測試接口，輸出端連接底層核心控制模塊。

功能切換模塊主要用于實現(xiàn)不同工作模式的接線操作，例如配電終端校驗、配電開關校驗、成套設備傳動校驗、配電主站與配電終端和配電開關三者之間的傳動校驗這四種模式的切換工作，主要硬件構成包括嵌入式處理器、隔離電路、中間繼電器和電磁閥等。功能切換模塊包括主站校驗模塊、終端校驗模塊、本體邏輯校驗模塊和成套設備校驗模塊中的一個或多個。

主站校驗模塊用于與主站之間的信息交互、配電線路動態(tài)模擬校驗，包括通信規(guī)約校驗、通信內容校驗和線路系統(tǒng)校驗。

終端校驗模塊的硬件包括模擬開關和相關公共電路，主要對被測試終端進行三遙校驗。

遙信校驗：遙信信息主要包括位置信息，如開關本體的分閘、合閘、儲能等，狀態(tài)信息，如告警狀態(tài)、運行狀態(tài)等的采集校驗。校驗方式主要包括遙信正確性、SOE正確性、遙信突變、遙信雪崩、遙信消抖、遙信持續(xù)時間等。

遙測校驗：主要是電壓、電流、功率、功率因數、頻率、能耗等多種模擬量進行校驗。

遙控校驗：主要是對開出控制功能、開出控制功率、開出動作壽命、開出變化間隔、開出持續(xù)時間等進行校驗。

本體邏輯校驗模塊硬件包括模擬終端和各相關公共電路，主要對被測試開關本體進行三遙校驗。

遙信校驗：位置信息和狀態(tài)信息等的指示正確性、同步性、穩(wěn)定性、接口容量等進行校驗。

遙測校驗：主要是電壓傳感器和電流傳感器等的線性度、響應速度、能耗等多種模擬量進行校驗。

遙控/手動控制校驗：主要是對動作正確性、同步性、合分閘時間等進行校驗。

成套設備測試主要包括電壓電流輸出模塊、動作電壓電流信號采集模塊和各相關公共電路。主要用于校驗自動化接口部分的功能、性能。

功能校驗：主要是三遙的正確性。

性能校驗：主要是通過采集自動化接口，主要是合閘、分閘、儲能等的過程電壓、電流、持續(xù)時間等，并錄制波形，對過程中的各個要素進行定量分析，以達到診斷目的。

如圖2所示為本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的一個優(yōu)選實施例，包括如下步驟：

終端校驗步驟，所述終端校驗主要對被測試終端進行三遙校驗，其中三遙校驗是指：（1）遙信校驗，其中遙信信息主要包括位置信息（如開關本體的分閘、合閘、儲能等）、狀態(tài)信息（如告警狀態(tài)、運行狀態(tài)等）的采集校驗，其中校驗方式主要包括遙信正確性、SOE正確性、遙信突變、遙信雪崩、遙信消抖、遙信持續(xù)時間等；（2）遙測校驗，所述遙測校驗主要是對電壓、電流、功率、功率因數、頻率、能耗等多種模擬量進行校驗；（3）遙控校驗，所述遙控校驗主要是對開出控制功能、開出控制功率、開出動作壽命、開出變化間隔、開出持續(xù)時間等進行校驗。圖3所示為根據本實施例實現(xiàn)配電終端校驗的示意圖，被測配電終端的分閘、合閘、儲能動作信號輸入到終端校驗模塊，終端校驗模塊進行對應的開關量變位，變位的開關量信號反饋到被測配電終端，上層功能模塊通過串口或者網口通信對終端進行總召，校驗終端設備采集的遙信狀態(tài)是否正確。校驗儀輸入指定的電壓、電流到被測配電終端，校驗終端設備的電壓、電流采集精度值。

配電開關校驗步驟，所述配電開關校驗主要對被測試開關本體進行三遙校驗，其中三遙校驗是指：（1）遙信校驗，其中遙信信息包括位置信息和狀態(tài)信息等，并對遙信信息的指示正確性、同步性、穩(wěn)定性、接口容量等進行校驗；（2）遙測校驗，所述遙測校驗主要是電壓傳感器和電流傳感器等的線性度、響應速度、能耗等多種模擬量進行校驗；（3）遙控/手動控制校驗，所述遙控/手動控制校驗主要是對動作正確性、同步性、合分閘時間等進行校驗。圖4所示為根據本實施例實現(xiàn)配電開關本體邏輯校驗的示意圖，本體邏輯校驗模塊對開關本體執(zhí)行分閘、合閘、儲能動作信號，通過動作電壓電流信號采集模塊記錄開關執(zhí)行遙控動作電壓數據、電流數據，同時通過位置信號采集模塊采集的開關位置遙信狀態(tài)是否正確來校驗開關本體的遙信狀態(tài)切換是否正確。

成套設備傳動校驗步驟，所述成套設備傳動校驗自動化接口部分的功能、性能，其中功能、性能校驗包括：（1）功能校驗，所述功能校驗主要是校驗三遙的正確性；（2）性能校驗，所述性能校驗主要是通過采集自動化接口（主要是合閘、分閘、儲能等）的過程電壓、電流、持續(xù)時間等，并錄制波形，對過程中的各個要素進行定量分析，以達到診斷目的。圖5所示為根據本實施例實現(xiàn)配電成套設備校驗的示意圖，被測配電終端和被測配電開關通過成套設備校驗模塊連接，電壓電流輸出模塊輸出的電壓電流到被測配電終端，配電終端設備分閘、合閘、儲能動作信號經過成套設備校驗模塊連接到被測配電開關，被測配電開關的位置儲能信號反饋到配電終端。同時動作電壓電流信號采集模塊和位置信號采集模塊分別采集動作信號電壓電流和開關的位置信號。上層功能模塊通過測試軟件配電終端設備采集的遙測、遙信狀態(tài)信息，和底層核心控制模塊采集的位置信號和電壓電流輸出的值對比，檢驗成套設備的遙測和遙信傳動是否正常。

當上述實施例中校驗項目的核心檢測標準不合格時，上述實施例還包括以下診斷步驟：建立專家?guī)欤瑢ρb置中所有可能出現(xiàn)問題的點進行收集、配置，如電壓輸出、接口處接觸不良、通信中斷等； 梳理所有可能導致測試項目校驗不合格的原因，系統(tǒng)對所有原因進行下一步分析，直到最后一層后得出診斷結果；設定各故障對應的判據與規(guī)則，對已配置的問題點進行校驗標準設定，如模擬量電壓標準不合格，可設定為采樣輸出端口電壓、電壓輸出波形、校驗儀反饋報文分析，借此眾多參數采樣對比分析可以得出是儀器輸出電壓不準確或是輸出端口接觸不良所導致問題的產生；綜合分析各項已采集的信息數據，給出評判結果。為了能更準確的進行問題診斷，就要求對相關的參數，測試量需求越詳細越好。各類參數是長久工作中通過總結分析得出，這就要求上位機軟件能夠更加靈活可配；可配的優(yōu)點在于其擴展性高，隨著經驗以及技術的提升可以逐步完善此配置，讓診斷步驟更加準確。

進一步，所述檢驗方法，還包括：當主站發(fā)生報警信息時，通過與主站的網絡通信獲取報警信息，通過上報時間將信息與本地存儲的上傳的信息進行比較，從而診斷出正常的終端上報還是主站的誤報；將所有測試項均作為獨立的測試任務，使多個測試任務可以自由組合形成一個新的測試模板，該測試模板支持保存固化到本地文件中。

進一步，所述的檢驗方法，還包括：在開關以及成套設備的自動化測試中，使用包含分合閘電壓電流錄波、斷口信號錄波的圖形方法呈現(xiàn)本體開關的機械特性的相關屬性。

進一步，所述配電終端、所述配電開關和所述主站之間的傳動校驗可通過下述方式實現(xiàn)：如圖6所示，被測配電終端和被測配電開關通過主站校驗模塊連接，電壓電流輸出模塊輸出的電壓電流到被測配電終端，配電終端設備分閘、合閘、儲能動作信號經過成套設備校驗模塊連接到被測配電開關，被測配電開關的位置儲能信號反饋到配電終端。

同時動作電壓電流信號采集模塊和位置信號采集模塊分別采集動作信號電壓電流和開關的位置信號。

主站系統(tǒng)通過通信平臺與配電終端設備進行通信，和底層核心控制模塊采集的位置信號和電壓電流輸出的值對比，檢驗配電終端、配電開關和主站之間的傳動是否正常。

所有模塊集成到機箱里面，總體積不大于W500mm×H400mm×D500mm，總重量不超過35Kg，提高測試效率，方便攜帶。

如圖7所示為本發(fā)明便攜式配電產品傳動校驗儀實現(xiàn)的檢驗方法的另一個優(yōu)選實施例，包括如下步驟：

自動追蹤、診斷主站報警信息，針對局方對配電網主站報警信息進行排查故障時的耗時耗力現(xiàn)象，通過校驗儀可以自動讀取主站報警信息并自動得出故障產生處，當主站發(fā)生報警信息時，校驗儀通過與主站的網絡通信獲取報警信息，通過上報時間將信息與本地存儲的上傳的信息進行比較，可以有效的診斷出是正常的終端上報還是主站的誤報；

利用校驗儀進行與主站之間的信息交互、配電線路動態(tài)模擬校驗；

配置測試項目，系統(tǒng)將所有測試項均作為獨立的測試任務，多個測試任務可以自由組合形成一個新的測試模板，該測試模板支持保存固化到本地文件中，使用時可以方便的直接調取相關模板文件；

定制化測試參數，將測試標準參數作為一個默認模板保存，用戶可以手動編輯修改參數，并保存固化為新的測試標準模板文件到本機，后續(xù)使用時可以方便的直接調取相關模板文件；

使測試報告信息化，報告文件按照測試年月份自動建立文件夾存放，自動建立索引數據存入本地數據庫，支持用戶按照產品類型、時間段、測試人員信息等進行檢索；

顯示測試結果圖形，即將偏差可視化，一次開關以及成套設備的自動化測試方法中，使用分合閘電壓電流錄波、斷口信號錄波等方法可以更加準確和直觀的看出一次本體開關的機械特性相關屬性。

進一步，上述實施例中利用校驗儀進行與主站之間的信息交互、配電線路動態(tài)模擬校驗，其中的校驗包括：

通信規(guī)約校驗，所述通信規(guī)約校驗主要是校驗主站、終端之間的通信規(guī)是否符合標準，例如：是101規(guī)約、還是104規(guī)約，鏈路地址是幾個字節(jié)等等；

通信內容校驗，所述通信內容校驗主要是校驗主站獲得的信息、成套設備本地信息的一致性、及時性；

線路系統(tǒng)校驗，所述線路系統(tǒng)校驗是在多套配電設備組成一條配電線路后，整體功能的校驗，即，是否能夠實現(xiàn)故障區(qū)間的準確定位、快速隔離、轉供電等，在這種情況下，需要多臺校驗儀協(xié)同工作。

需要說明的是，以上所述只是本發(fā)明的較佳實施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達到本發(fā)明的技術效果，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。