智能配变终端综合测试方案

智能配变终端综合检测方案

2019年9月

目录

一、方案背景 (3)

二、规范性引用文件 (3)

三、检测方案整体结构 (4)

3.1 测试平台硬件结构 (4)

(1) 一体式测试台 (4)

(2) 测试工装 (5)

3.2 软件平台结构 (6)

(1) 用户管理模块 (7)

(2) 系统管理模块 (7)

(3) 终端信息管理模块 (7)

(4) 检测方案编辑模块 (7)

(5) 检测作业模块 (8)

(6) 检测报告模块 (8)

3.3 智能配变终端测试平台检测功能 (8)

(1) 一般检查 (8)

(2) 电源及电源影响试验 (9)

(3) 通讯于通讯协议 (9)

(4) 基本功能试验 (9)

(5) 基本性能试验 (11)

(6) 扩展功能试验 (11)

四、测试平台特点 (13)

4.1 模块化结构，高扩展性 (13)

4.2 高灵活性的平台系统 (13)

4.3 物联网技术的应用 (13)

一、方案背景

为落实国网公司全面建设智能配电网工作部署，促进配电网向新一代电力系统转型升级，提升以智能配变终端为核心的配电物联网技术可靠性，保证智能配变终端的各项功能性能稳定性，规范各厂家智能配变终端在配电网中的应用，故提出此检测方案。

二、规范性引用文件

GB/T2423.1 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验C：恒温湿热方法

GB/T4208 外壳防护等级（IP代码）

GB/T5095 （所有部分）电子设备用机电元件基本试验规程及测量方法

GB/T11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB/T13729 远动终端设备

GB/T15153.1 远动设备及系统第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容性

GB/T14285 继电保护和控制设备标准的共用技术要求

GB/T14598 量度继电器和保护装置

GB/T16935.1-2008 低压系统内设备绝缘配合第1部分：原理、要求和试验GB/T17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.9 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验

GB/T17215.322 交流电测量设备特殊要求第22部分：静止式有功电能表（0.2S级和0.5S级）

GB/T17441 交流电度表符号

DL/T645 多功能电表通信协议

DL/T721 配电自动化系统远方终端

三、检测方案整体结构

本方案通过对智能配变终端应用场景的模拟进行平台搭建，满足智能配变终端的多项测试需求：外观检查、电源及电源影响试验、通讯与通讯协议试验、基本功能试验、基本性能试验、扩展功能试验。

3.1测试平台硬件结构

测试平台硬件分为两个结构，以高精度标准源为核心元件进行设计的电流电压输出装置、人机交互界面、后台处理程序等组成的一体式测试台；以应用场景模拟结构及智能配变终端挂装结构组成的测试工装。结构如下图所示：

(1)一体式测试台

主体为机架式结构，内部集成测试源、服务器、操作屏、交换机、串口服务器、指示灯等。采用模块化设计，减少柜体内部布线的数量及长度，避免内部各设备之间的干扰，提升各设备之间的信息交互速率，保证了平台输出电流与电压的稳定性和可靠性。

测试源：输出高精度电流电压（4相）相位可调、输出频率可调、可输出2～63次谐波，输出功率满足单次10套的智能配变终端同时检测能力，配备多路开DI和DO接口。

备注：如需增加同时被检装置数量可增加测试源的配置数量

服务器：用于运行测试程序，提供统一控制平台，可运行系统软件并存储测试数据。

操作屏：人机界面和控制界面一体化结合，减少操作步骤，提升检测效率。

交换机：检测平台中各装置之间数据交互。

串口服务器：实现串口通讯与TCP/IP通讯的转换，为试验场景的搭建提供通信支撑。

(2)测试工装

1)结构设计

智能配变终端检测装置为台体式设计，尺寸为2米（长）X 1米（深）X 1.8 米（高），装置侧面为测试源的触摸式独立操作屏，正面为检测系统的操作部分，可以开关装置电源，显示装置运行状态并且配备急停按钮。此外，正面配备嵌入式液晶显示屏与机架式键鼠套装，方便测试人员再柜体上直接操作。柜体内部装有高精度测试源与综合控制装置，在维护检修时可打开前门面板查看。

2)主要特点：

●操作方便。装置将配变终端的外界端子按照国网标准预制完成，在测试时只

需按端子类型接入即可。

●测试效率高。每批可同时测试15台待检设备，且测试时间约为60分钟，若

需进行20倍电流冲击时间则增加至90分钟。

●工业化设计。将测试元件集成为同一台体，人机交互与待检设备为同一平面，

方便测试过程中观察设备的状态。

●自动化程度高。在待检设备安装完成只需对测试案例进行选择并加载即可自

动执行，并且可在软件上查看当前测试进度。

●自定义测试报告。可根据用户的需求对测试报告模板进行格式及内容设计，

细化测试报告结果。

3)【产品性能】

交流电压输出交流电流输出

输出范围：0～440V 输出范围：0～100A

输出精度：0.05% 输出精度：0.05%

电压阶跃能力：≤1ms 电流阶跃能力：≤1ms

最小暂态电压持续时间：≤20ms 最小暂态电流持续时间：≤20ms 稳定度：0.01%/2min 稳定度：0.01%/2min

失真度：≤0.2% 失真度：≤0.2%

功率输出三相电压、电流对称度和相位对称度

准确度：0.05%RG；0.1%RG 电压、电流对称度：＜0.02﹪

稳定度：0.01%/1min；.02%/1min 相位对称度：0.05°

功率因数相位输出

调节范围：-1～0～+1 调节范围：0°～359.99°

分辨率：0.0001 分辨率：0.01°

准确度：0.05% 准确度： 0.05°

频率电压电流谐波输出

调节范围：45Hz～70Hz 谐波次数：2～31次

分辨率：0.001Hz 谐波含量：0～100%

准确度：0.002Hz 谐波相位：0°～359.99°可调

开关量输出

可独立设置断开或闭合的开出量60对；

各开出量输出不同步时间误差：≤0.1ms ；

可编程脉冲输出：频率0～500Hz可调，脉宽1ms～65534ms可调

功耗测试:支持整机功耗测试

对时接口:支持GPS对时、B码对时

通讯接口:RS232/485通讯接口，TCP/IP接口

3.2软件平台结构

以高可靠性、可操作性、灵活性为核心进行设计开发，各功能模块合理分布，保证操作的简单快捷。软件系统根据测试方案流程逐项检测，同时可对检测项目、人员任务，检测数据及检测报告统一管理。可实现检测数据、及检测方法可追溯，极大程度的方便生产及质量管理。其结构如下：

智能配变终端检测系统软件主要分为六大功能模块：

(1)用户管理模块

用于登录人员的信息、模块权限、测试项目权限的维护与分配；管理员根据人员权限与职责，为每个用户分配登录帐号和权限，实现不同人员测试不同项目的需求；流水线式的测试方式，可以提高终端检测效率，更能保证测试数据的安全性与可靠性。

(2)系统管理模块

用于维护软件运行环境、字体大小、语音提示、导出报告编号与路径以及误差计算公式等信息；外部环境因素管理，可以根据实际情况增加外部环境因素，实现在不同环境下终端的影响量测试；接口管理，用于维护遥信盒开关量输入、输出点号与终端对应关系；检测设备管理，添加修改用于检测终端检测设备库。

(3)终端信息管理模块

录入送检单位信息、送检型号信息以及送检终端信息，包括终端额定电压、电流以及使用的通信协议、IP 地址、端口号、连接方式以及对应遥信、遥控、遥测的点号位置，遥测项目的精度等级、SOE 分辨率和遥测量的转换关系等信息。

(4)检测方案编辑模块

为方便检测人员批量检测送检终端，检测人员可根据送检终端的型号信息、

配置参数以及测试要求，预先建立多个测试方案库，选择测试项目并配置测试项目参数和测试要求，制作一系列测试方案模版。

(5)检测作业模块

创建检测作业，添加送检终端和选择测试方案，可以根据需要调整方案内容、增删改测试项目，生成最终测试任务列表；在测试界面自动测试数据和计算误差结论，支持手动测试填写数据；最后审核人员审核测试项目数据结论。

(6)检测报告模块

提供历史数据查询和报告打印功能，查询历史测试任务记录、测试数据明细、终端送检情况、测试项目合格率统计等功能。

3.3智能配变终端测试平台检测功能

本平台可满足智能配变终端入网大批量检测需求，其主要检测项目如下：

(1)一般检查

一般检查主要是对待测智能配变终端进行外观检查包含：

?检查智能配变终端在显著部位有无设置持久明晰的铭牌或标志，标志应包含产品型号、名称、制造厂名称和商标、出厂日期及编号。

?检查智能配变终端有无明显的凹凸痕、划伤、裂缝和毛刺，镀层不应脱落，标牌文字、符号应清晰、耐久。

?设备的 ID 号、硬件版本号和应可通过二维码方式识别。

(2)电源及电源影响试验

1)电源断相试验

检测平台能对电源模块控制调节供电电源断相，并采集电源断相状态下的配变终端运行状态，检测配变终端在电源断相状态下是否能够正常工作。

2)电源电压变化影响试验

按GB/T 15153.1中的有关规定执行。在电压突降ΔU为100%，电压中断为0.5s的条件下应能正常工作，检测平台对电源模块进行控制调节供电电源的电压变化，并采集智能配变终端在电源电压变化下的运行状态，验证终端在电源电压变化下的工作状态是否符合要求。

3)功率消耗试验

检测平台通过对输出电流电压的大小计算得出智能配变终端的功率消耗情况。

(3)通讯于通讯协议

1)规约一致性试验

检测平台能模拟主站提供规约接口，根据国家电网公司配电自动化DL/T 634.5101-2002规约实施细则、国家电网公司配电自动化DL/T 634.5104-2009规约实施细则，实现对配变终端通讯规约的一致性检测及MQTT通信测试。

2)通信连接试验

终端的通信规约支持 DL/T 634.5—101、DL/T 634.5—104、DL/T 645、Modbus 等规约，测试平台通过采集智能配变终端的数据验证终端于下级设备的通信连接是否正常可靠。

3)信息响应时间试验

测试平台通过下发信息召唤等命令结合平台接手到数据返回的时间计算配变终端的信息响应时间。

(4)基本功能试验

1)配变监测功能试验

检测平台能控制高精度功率源/状态量模拟单元向配变终端施加激励量，通过获取配变终端的采集及计算数据，验证配变终端的配变监测功能包含：三相电压、电流有效值及 3～13 次谐波分量；电压偏差、频率偏差；三相电压/电流不平衡率；电压合格率统计；分相及三相有功、无功功率、四象限累积电量；台区变负载率。

2)开关量采集试验

检测平台控制标准源输出相应的开关量，通过采集配变终端开关量变位信号验证配变终端的开关量采集功能是否满足要求。

3)无功补偿控制功能试验

检测平台控制标准源输出电流、电压量，并控制其输出的有功、无功比例，验证智能配变终端的无功补偿控制功能是否正常工作。

4)剩余电流动作保护器监测功能试验

检测平台控制标准源输出零序电流至剩余电流动作保护器，系统通过采集智能配变终端对剩余电流动作保护器的监测数据验证智能配变终端的监测功能。

5)低压开关位置信息采集功能试验

检测平台控制标准源输出特定开关量信息模拟低压开关位置变化信息，通过采集智能配变终端的数据验证智能配变终端对低压开关位置信息采集功能。

6)用电信息监测功能试验

检测平台控制标准源输出相应电流电压模拟配变台区用电信息，系统通过采集配变终端上传的信息，验证终端的用电信息监测功能试验。

7)三相不平衡治理功能

检测平台通过控制标准源输出三相不平衡电流/电压，系统通过采集智能配变终端的动作信息验证其三相不平衡治理功能。

8)配电变压器状态监测功能试验

检测平台模拟配电变压器状态信息输出至智能配变终端，通过采集配变终端的信息验证其对配电变压器状态监测功能。

9)故障就地研判功能试验

检测平台控制标准源输出相应故障序列，通过采集智能配变终端对故障的处理信息和告警信息验证智能配变终端的故障就地研判功能。

(5)基本性能试验

1)交流输入模拟量误差试验

检测平台能向配变终端施加高精度模拟量，通过获取配变终端的采集及计算数据，实现对配变终端电压、电流基本误差、有功功率、无功功率基本误差、功率因素基本误差、谐波分量基本误差检测。

2)交流模拟量输入的影响量试验

检测平台能向配变终端施加高精度模拟量，通过获取配变终端的采集及计算数据，实现对配变终端的输入量的频率变化、谐波含量引起的改变量、功率因数变化对有功功率、无功功率引起的改变量、不平衡电流对三相有功功率和无功功率引起的改变量、被测量超量限引起的改变量、输入电压变化引起的输出改变量、输入电流变化引起的输出改变量检测。

3)遥信防抖试验

检测平台向配变终端输出多组不同数值的遥信量，通过采集配变终端的遥信信息验证其遥信防抖功能。

4)SOE分辨率试验

检测平台连续输出多组不同开关量变位信号，通过采集配变终端的SOE信息，计算其SOE分辨率是否满足要求。

5)连续运行稳定性试验

检测平台能通过采集配变终端连续运行过程中的状态，实现对配变终端连续运行稳定性检测。

(6)扩展功能试验

1)拓扑自动成图，配电台区故障精准定位功能试验

我们将根据配变台区设备的实际分布情况搭建配变台区模拟环境，待检智能配变终端将接入此配变台区模拟环境验证其拓扑自动成图功能，平台通过在配变台区模拟环境中注入特定故障量验证终端的故障精准定位功能。

2)电动汽车充电桩接入有序用电管理功能试验

搭建一个充电桩分布模拟环境，平台通过控制模拟环境中充电桩的使用情况和输出负载，验证智能配变终端对充电桩接入有序用电管理功能。

3)分布式电源有序接入管理功能试验

使用多个标准源模拟分布式电源搭建测试环境，平台通过控制标准源的输出模拟量模拟分布式电源的各项参数，通过采集配变终端的动作信息验证其分布式电源有序接入管理功能。

四、测试平台特点

4.1模块化结构，高扩展性

本平台各功能模块都采用模块化设计进行集成，装置整体简洁大方，内部空间紧凑，集约化接线模式，降低外部干扰造成各设备之间的连接故障的风险。标准化的配变终端挂装面板，预制化的接线插槽，不仅减少了测试过程中的人为因素干扰，更是大幅度降低了检测时的人工投入。

平台具有良好的扩展性，可根据检测能力的需求新增相应的设备，统一采用模块化设计，安装便捷，预留的数据接口等即插即用。

4.2高灵活性的平台系统

用户可根据检测需求对平台系统的各功能模块进行自定义组合，各测试方案都可自定义选择测试项目进行命名保存。检测类型，检测过程数据、检测项目等都自动归类进行储存，随时可进行调阅。系统可根据检测方案自动生成对应的测试报告，统一管理，可导出，也可配合网络打印机自动打印。

4.3物联网技术的应用

测试平台具有一套完整的设备工作情况监测系统，可向用户展示本平台的实时工作状态。应用现代物联网技术将本平台各功能模块装置的运行情况进行统一监测和统计分析，及时对平台设备的非正常工作状态进行告警，提醒工作人员进行故障排除，通过对运行数据的分析发现平台各装置的存在的隐患并及时排除。提升检测平台的可靠性和使用寿命，保证测试数据的科学性、严谨性。

测试平台系统的数据接口满足国网检测管理平台的数据接入要求，满足检测管理平台对现场测试数据的调阅监控等工作。