电力物联网智能配变终端检测评价研究
来源:用户上传
作者:张永龙 刘映龙
摘 要：文章基于电力物联网建设要求，利用配电终端自动化检测平台对智能配变终端（TTU）的测试方法和测试内容进行了研究，着重介绍了测试过程中的测试设备、测试对象、测试方法和测试内容，并对测试结果进行了评价分析，提高了TTU的测试效率，保证了测试结果的准确、规范，确保智能设备的功能和性能符合入网检测要求。
关键词：变压器监测终端;检测平台;测试流程;结果分析
随着经济社会的发展，配电网向着信息化、智能化的方向发展，配电变压器监测终端（Transformer Terminal Unit，TTU）作为其基础元件和核心设备，在计算、存储、通信等方面扮演着重要角色[1]。国网公司也针对TTU制定或修订了相应的技术规范与标准，但目前市场的TTU质量参差不齐。因此，根据配电网实际情况和相关规范，对TTU的各种性能参数进行严格测试，开展入网检测评价工作尤为重要。目前测试工作主要由人工完成，存在很大的難度，也难以保证其准确性。为了更加高效和准确地检验和对比TTU的性能质量是否符合标称值和设备规范的要求[2]，文章介绍了一套可行的TTU装置的测试与评价方法。
1 TTU及检测平台介绍
1.1 TTU终端
TTU是安装于配电变压器低压侧，用于监控变压器及低压线路的运行工况的终端设备。具有遥测、摇信、遥控、事件记录储存、通信、报警保护等常规功能[3]，其入网检测项目有20余项。TTU基于“硬件平台化、业务APP化”设计理念[4]，主要由电源模块、远程/就地通信模块、软件平台模块、核心性能处理模块、安防模块5个部分组成。
1.2 配电终端自动化检测平台
检测系统可用于各种类型配电终端的自动化测试，适用于型式检验、出厂检测、抽样检测、到货检测等多种场合。
配电检测系统主要包括4个部分：控制计算单元、通信单元、开关模拟量单元、模拟量信号输出单元，各单元具备与之匹配的串口服务器接口、网络通信接口、模拟负载接口、输出入接口及航插接口等。模拟量信号输出单元的主要设备为高精度程控功率源，通过接收的主机指令，向被测试的TTU输出电压、电流、频率、相位角、有功功率、无功功率等模拟量信号。
通过采集被测的TTU遥测、遥信等相关反馈信号，可人工、自动完成测试过程，根据测试相关内容自定义定制测试方案，自动生成测试报告。依据《TTU通用技术规范》评判TTU各项测试指标是否合格及稳定性。
2 TTU检测流程及分析
2.1 检测流程
配电终端自动化检测平台系统构成灵活，配置方便，测试接口丰富便捷，易于在实验室部署，测试人员可以根据要检测的项目内容在检测系统配置相应检测方案。
根据配置的检测方案，检测系统向TTU输出电压、电流标准模拟量及通信信号，同时，能接收到TTU响应的信号和SOE等通信协议，通过逐项分析计算形成测试结果，完成整个测试流程，主要的功能性能测试流程如下：
（1）确定测试方案，根据需要检测的功能性能要求在检测平台库配置相应的测试方案，设置相关参数以满足评价测试要求。（2）测试样品管理，可通过人工或者二维码自动录入被测终端名称、型号和厂家等基本信息，完成测试样品添加。（3）核对点号及通信协议地址信息，核对遥测、遥信对应的信息地址;遥测精度、SOE分辨率;检测系统发出的电压、电流及接线方式。（4）生成测试任务，选择测试的TTU，加载确定测试方案生成测试任务列表。（5）启动测试，检测系统根据测试任务列表，对TTU进行逐条测试。（6）计算分析测试数据，检测系统自动记录并计算判断测试数据，分析结果并储存。（7）生成测试报告，全部任务测试完成后测试人员核对任务及数据，可根据需要自定义生成测试报告模板，记录储存测试报告。
2.2 检测结果
依据自动生成的检测报告，对TTU基本性能及功能进行分析，得到相应结论，评判TTU各项性能指标：（1）遥测误差精度分析。检测系统输出不等的模拟量标准值，通过TTU反馈的报文数据进行计算，与TTU技术参数允许误差标称值对比得出检测结论通过与否，电压电流误差测试结果如表1所示。（2）遥信及遥信防抖。系统设置好脉冲的宽度、周期及个数后输出，通过检测系统接收到TTU反馈的协议报文，比较输出的个数与接收到个数一致性判断摇信位置正确与否;摇信防抖是输出多组不同宽度脉冲，要求TTU只接受大于标准宽度的脉冲，其余则不接收，判断摇信防抖动作的正确性;遥信及遥测防抖测试结果如表2所示。（3）对时及通信恢复功能。系统对TTU发出当前时间、之前时间及不存在的错误时间3组，通过协议接收到TTU反馈的3组时间正确性判断对时准确性，通信恢复功能要求TTU在失电后3 min内与主站恢复通信，对时及通信恢复测试结果符合要求。
以上的例举测试项目同样在实验室高温箱模拟70 ℃高温高热4 h之后完成测试，由测试流程可知利用检测系统可以更好地完成TTU基本功能、性能测试。
2.3 改进建议
在完成18个厂家送检TTU测试评价后，发现测试流程和被测设备也存在一些不足，主要表现在：
（1）测试前期TTU与检测系统连接配置信息问题，部分厂家的终端设备在配置点表信息、IP地址不正确，与检测系统无法建立连接，经过多次反复调试，导致测试前期耗费大量时间，影响测试效率。（2）TTU后备电源失电后恢复供电问题，TTU由超级电容提供后备供电，在设备停电后，超级电容维持终端不小于3 min的供电，满足向主站3次上送的要求。但在测试中发现当电源断电后，后备电源需再次充电至少2 h，才能满足上述要求，影响检测效率，且在后期频繁停电的使用环境中，不能很好地发挥TTU作用。（3）附加的自选测试项目中，发现多数厂家的送检的TTU开发和应用的APP较少，且功能较为简单，业务APP的功能应用挖掘不足，如拓扑智能识别、故障研判等功能研究不深入，下一步需根据实际需求加强平台业务APP开发和功能应用。 3 結语
随着电力物联网建设的持续推进，智能配电网建设对TTU的需求量也越来越多，文章介绍的TTU检测评价方法能满足TTU繁重的测试需求，确保测试的高效性、准确性和规范性，确保入网的智能配变终端安全、稳定运行。
[参考文献]
[1]张冀川，陈蕾，张明宇，等.配电物联网智能终端的概念及应用[J].高电压技术，2019（6）：1729-1736.
[2]李鹏，李伟，钱一民，等.配电自动化系统通用测试用例研究[J].湖北电力，2015（4）：9-12.
[3]花子岚.基于模拟终端的配电网馈线自动化测试系统的设计与实现[D].南京：南京大学，2019.
[4]白雪峰，梁英，范文博，等.配电终端自动化检测系统的设计与应用[J].电测与测量，2016（15）：191-197.
Research on the detection and evaluation of the intelligent distribution and
transformation terminal of the power Internet of Things
Zhang Yonglong1，2， Liu Yinglong3
（1.Automation College， Wuhan University of Technology， Wuhan 430070， China; 2.Suizhou Power Supply Company of State Grid， Suizhou 441300， China; 3.Shiyan Power Supply Company of State Grid， Shiyan 443000， China）
Abstract：Based on the requirements of the construction of the electric power Internet of Things， the test method and test content of the intelligent distribution transformer terminal unit are researched by using the automatic detection platform of the power distribution terminal. The test results were evaluated and analyzed， which improved the test efficiency of the TTU， ensured the accurate specifications of the test results， and ensured that the functions and performance of the intelligent devices met the requirements for network access detection.
Key words：transformer terminal unit; detection platform; test process; result analysis
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15197690.htm
