就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法与流程

本发明涉及配电自动化技术领域，特别是涉及就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法。

背景技术

陕西电力科学研究院刘健等人的发明专利“配电自动化系统二次注入测试法”，是在各个配电自动化终端处，配置配电网故障模拟发生器，该设备根据测试指挥计算机下发的测试方案，模拟配电网某一区段故障，对配电终端、通信系统、主站等相关环节进行测试。发明专利“配电自动化系统主站注入和二次注入同步协调的测试方法”，主要适用于集中型配电自动化模式。上述两项发明专利均不能对就地型馈线自动化开关终端设备的fa功能进行现场不停电测试，也不能实现馈线的全自动现场测试。刘健等人的发明专利“10kv馈线短路试验方法”，提供一种10kv馈线短路试验测试方法，通过将特制阻抗元件直接接入10kv架空馈线，形成真实可控的10kv短路故障，从而可以对就地型馈线自动化设备故障处理功能进行测试，但需要制造n×2次(n为该馈线分段数)真实的短路事故，对配网冲击大，安全措施要求高，有安全隐患，需要多次停电、送电。该试验准备工作复杂，试验时间长，主要用于科学研究试验，难以在实际工程中大量推广应用。

国网陕西电力科学研究院刘健教授等人及国内外配电自动化工程技术人员对配电自动化系统测试技术进行了大量研究，获得了多项专利，发表了一系列论文，出版了《配电自动化系统测试技术》等专著，国内外配电自动化测试的论文等均没有提及就地型馈线自动化设备的现场不停电全自动测试方法。

综上所述，目前配电自动化尚缺乏就地型馈线自动化设备现场不停电全自动测试的有效方法和测试手段。

技术实现要素：

本发明实施例提供了就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法，该方法包括就地型分段开关终端的不停电测试方法和就地型联络开关终端的不停电测试方法；

所述就地型分段开关终端的不停电测试方法包括以下步骤：

在馈线自动化智能测试仪或云平台选择被测的就地型馈线自动化开关类型中的分段开关试验方案；

载入选择的测试方案；

在确认测试方案中选择的配电开关与现场开关一致，且测试方案中的状态参数设置和当前被测开关终端的馈线自动化定值相符后，将馈线自动化智能测试仪和馈线开关工况自适应模拟器连接至被测开关终端，将pt电源断开与被测开关终端的连接，转接至馈线开关工况自适应模拟器，再接入被测开关终端；断开被测开关终端到现场开关的控制回路连线，将被测开关终端的控制回路连接至馈线开关工况自适应模拟器，断开现场开关的电流回路和被测开关终端的ct回路，将馈线自动化智能测试仪的电流回路连接至被测开关终端；

馈线自动化智能测试仪根据测试方案，自动化完成以下测试：

配电网馈线正常运行情况三遥模拟测试；

配电网馈线瞬时故障测试；

配电网馈线永久故障情况下故障区段上游非边界分段开关终端测试；

配电网馈线永久故障情况下故障区段上游边界分段开关终端测试；

配电网馈线永久故障情况下故障区段下游边界分段开关终端测试；

配电网馈线永久故障情况下故障区段下游非边界分段开关终端测试；

配电网馈线瞬时故障下故障区段无关支路分段开关终端的测试；

配电网馈线永久故障情况下故障区段无关支路分段开关终端功能测试；

所述就地型联络开关终端的不停电测试方法包括以下步骤：

在馈线自动化智能测试仪或云平台选择被测的就地型馈线自动化开关类型中的联络开关测试方案；

在确认测试方案中选择的配电开关与现场开关一致，且测试方案中的状态参数设置和当前被测开关终端的馈线自动化定值相符后，将馈线自动化智能测试仪和馈线开关工况自适应模拟器连接至被测开关终端，将pt电源断开与被测开关终端的连接，转接至馈线开关工况自适应模拟器，再接入被测开关终端；断开被测开关终端到现场开关的控制回路连线，将被测开关终端的控制回路连接至馈线开关工况自适应模拟器，断开现场开关的电流回路和被测开关终端的ct回路，将馈线自动化智能测试仪的电流回路连接至被测开关终端；

馈线自动化智能测试仪根据测试方案，自动化完成以下测试：

配电网馈线正常运行情况三遥模拟测试；

配电网馈线永久故障下故障区段下游边界联络开关终端测试；

配电网馈线永久故障下故障区段下游非边界联络开关终端测试；

其中，所述馈线开关工况自适应模拟器包括单片机、可编程逻辑阵列、液晶显示单元、输入输出接口电路、馈线工况模拟电路和自适应控制接口电路；

所述单片机与液晶显示单元、输入输出接口电路以及可编程逻辑阵列均电连接，所述馈线工况模拟电路和自适应控制接口电路与所述可编程逻辑阵列均电连接，所述馈线工况模拟电路与外部的pt电源和被测终端均电连接，所述自适应控制接口电路与被测终端电连接，所述输入输出接口电路与被测终端电连接。

本发明实施例中的就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法，特别适合于设备安装调试、改造工程、工程验收等情况的测试，测试工作简单、快捷、安全、高效，解决了就地型馈线自动化设备现场只能测试三遥及过电流故障检测功能的难题，一次性自动测试了故障发生在不同区段情况下该终端的所有功能和性能指标，特别是解决了短时来电残压闭锁检测功能和性能的测试难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法使用的馈线开关工况自适应模拟器的整体电路连接图；

图2为图1中模拟器进行馈线开关接口自适应时的电路连接图；

图3为图1中模拟器进行馈线工况模拟时的电路连接图；

图4为图1中就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法的设备配置情况示意图；

图5为本发明实施例提供的就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法中就地型分段开关终端的不停电测试流程图；

图6为本发明实施例提供的就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法中就地型联络开关终端的不停电测试流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明中的馈线开关工况自适应模拟器包括单片机和可编程逻辑阵列，以及在单片机和可编程逻辑阵列为中心控制下的馈线工况模拟电路、自适应控制接口电路、电源电路、液晶显示单元和输入输出接口电路，所述电源电路将外部输入的电源转换为合适的电压，供所述单片机、可编程逻辑阵列、液晶显示单元、输入输出接口电路、馈线工况模拟电路和自适应控制接口电路使用。所述馈线开关工况自适应模拟器接收上位机的控制命令完成馈线运行及故障工况各种状态的模拟和方案选择的配电开关类型的自适应模拟、各种控制接口回路电路的自适应接口，以及和被测终端连接实现不停电测试。所述单片机通过rs485或wifi方式与馈线自动化智能测试仪进行数据通信，所述馈线开关工况自适应模拟器接入外部的馈线开关pt电源和被测终端之间，所述自适应控制接口电路与被测终端的控制接口电连接，无需考虑开关控制电压类型及电压等级，实现自适应接入，所述输入输出接口电路与被测终端电连接。

参照图2，所述输入输出接口电路中包括ac/dc、dc/dc电平转换电路，该转换电路将从被测终端输入的dc24～220v/ac220v/380v的电压自动转换为0/5v电压信号，输入到所述单片机中。所述单片机中具有多个延时单元，经过电平转换的信号输入至该延时单元中，再输出至可编程逻辑阵列中。所述可编程逻辑阵列中具有开关类型编码译码电路和开关操作控制逻辑电路，所述开关类型编码译码电路用于控制类型切换开关的选择状态，该类型切换开关的输入端连接至所述延时单元的输出端，当类型切换开关处于不同切换状态时，所述延时单元即连接至不同的开关操作控制逻辑电路，即自适应的切换至需要的接口电路。

所述自适应控制接口电路实质为继电器，该继电器受可编程逻辑阵列的控制，其输入端与开关操作控制逻辑电路的输出端连接，输出端与被测终端的控制电路连接。当所述类型切换开关切换连接至需要的开关操作控制逻辑电路时，所述继电器也将开关操作控制逻辑电路与被测终端连接，实现操作控制回路的自适应接口。

所述可编程逻辑阵列中预先编程了各种断路器型配电开关和各种负荷开关型配电开关的电磁操作机构、弹簧操作机构、永磁操作机构等的控制逻辑。所述单片机接收馈线自动化智能测试仪发送的开关类型控制指令及开关分合闸延时等数据，经过解析后发送给所述可编程逻辑阵列，该可编程逻辑阵列接收信息后通过开关类型编码译码电路控制类型切换开关的切换状态。

所述可编程逻辑阵列可以在线编程，对不具有的开关类型可以随时进行扩展，以形成需要的开关操作控制逻辑电路。

参照图3和图4，所述可编程逻辑阵列中还具有故障类型状态控制译码器，该故障类型状态控制译码器用于控制故障类型切换开关的状态。当单片机接收到故障状态特征数据时，解析后发送给所述可编程逻辑阵列，该可编程逻辑阵列通过故障类型状态控制译码器控制故障类型切换开关切换至需要的状态，从而控制可控变压器输出相应的故障电压工况。

所述馈线工况模拟电路实质也为继电器，该继电器受可编程逻辑阵列的控制，继电器的接点与故障状态变压器的次级电连接，故障状态变压器的初级与pt电源相连接。当所述故障类型切换开关切换至需要的状态时，继电器也将故障类型切换开关连接至故障状态变压器次级线圈的不同位置，以使所述故障状态变压器处于不同的变比，进而控制pt电源输出至所述被测终端的电压，从而模拟出现场馈线正常和故障的各种馈线电气工况。

所述馈线开关工况自适应模拟器与被测开关pt及被测终端均采用专用电缆连接。

所述馈线自动化智能测试仪包括测试管理控制上位机和信号源，上位机可以在线就地编辑各种馈线自动化模式的测试方案，生成所需的各种测试工况状态序列及控制数据，下发测试方案至信号源和馈线开关工况自适应模拟器。上位机还接收被测终端返回的状态数据信息，进行测试进程控制和状态数据信息显示，并生成测试报告。信号源根据上位机下发的测试方案输出电压电流等电气运行及故障工况模拟量数据及状态量信息至被测终端，并监测被测终端的有关遥测遥信遥控信息及故障处理继电保护功能等，报告给上位机。

参照图5和图6，本发明实施例中提供了就地型馈线自动化开关终端现场不停电全自动测试方法，该方法包括就地型分段开关终端的不停电测试方法和就地型联络开关终端的不停电测试方法。

在进行上述两种测试之前，需要首先进行测试方案的编制，测试方案由若干个测试功能组成，每个功能包含若干个测试状态，测试状态即被测开关终端在正常运行或故障及故障处理过程中所处的一种电气工作状态，包括被测开关终端所处的电压、电流波形等模拟量状态以及开关的分合状态等。测试方案编制完成后，可就地存储或上传至云平台中。

所述就地型分段开关终端的不停电测试方法包括以下步骤：

步骤100，在馈线自动化智能测试仪或云平台选择被测的就地型馈线自动化开关类型中的分段开关试验方案。

步骤101，载入选择的测试方案。

步骤102，检查有关状态参数设置是否和当前被测开关终端的馈线自动化定值相符：如各种测试状态参数是否和被测终端定值相符、施加的故障状态其电流大小及持续时间是否大于终端过流定值和故障持续时间定值、各状态转换判据(定时、延时时间、电压判据、电流判据、开入量判据、组合逻辑判据)是否和输入对应等。如果相符，则进行下一步。

步骤103，检查核实测试方案选择的配电开关是否和现场开关一致，无需核对控制回路电路及电压等级。

步骤104，将馈线自动化智能测试仪和馈线开关工况自适应模拟器连接至被测开关终端，将pt电源断开与被测开关终端的连接，转接至馈线开关工况自适应模拟器，再接入被测开关终端；断开被测开关终端到现场开关的控制回路连线，将被测开关终端的控制回路连接至馈线开关工况自适应模拟器，断开现场开关的电流回路和被测开关终端的ct回路，将馈线自动化智能测试仪的电流回路连接至被测开关终端，注意ct回路是否有开路保护。

步骤105，配电网馈线正常运行情况三遥模拟测试：馈线自动化智能测试仪根据测试方案的三遥状态序列，确定施加至被测开关终端的电流信号的测试时状态，测试电流等电气量的现场测量精度及模拟量遥测系统的上传时间。通过馈线开关工况自适应模拟器测试遥控功能及开关变位时间，模拟遥信变位及遥信变位上传时间等性能指标，同时也对通信情况进行测试。

步骤106，配电网馈线瞬时故障测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线瞬时故障的各个状态，对故障区段上游非边界的分段开关终端在一次重合闸过程中的来电x延时合闸时间、合闸后y时间非故障边界检测功能，和不闭锁处理功能进行测试。

步骤107，配电网馈线永久故障情况下故障区段上游非边界分段开关终端测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障的各个状态，对故障区段上游非边界分段开关终端在两次重合闸过程中来电x延时合闸时间、合闸后y时间非故障边界检测功能，和不闭锁处理功能进行测试。

步骤108，配电网馈线永久故障情况下故障区段上游边界分段开关终端测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障情况，对故障区段上游边界分段开关终端在两次重合闸过程中来x电延时合闸时间、合闸后y时间故障边界检测功能，和闭锁处理功能进行测试。

步骤109，配电网馈线永久故障情况下故障区段下游边界分段开关终端测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障的各个状态，对故障区段下游边界分段开关终端在两次重合闸过程中短时来电残压检测功能和禁止合闸闭锁处理功能进行测试；同时对下游联络开关来电闭锁合闸功能进行测试。

步骤110，配电网馈线永久故障情况下故障区段下游非边界分段开关终端测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障得各个状态，对故障区段下游非边界分段开关终端在两次重合闸过程中非故障边界检测功能和不闭锁处理功能进行测试；同时对下游联络开关来电x延时合闸时间、合闸后y时间非故障边界检测功能和不闭锁处理功能进行测试。

步骤111，配电网馈线瞬时故障下故障区段无关支路分段开关终端的测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线瞬时故障情况，对没有经历过电流的故障区段无关支路分段开关终端在重合闸过程中非故障相关路径检测功能和不闭锁处理功能进行测试。

步骤112，配电网馈线永久故障下故障区段无关支路分段开关终端功能测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障各个状态，对故障区段无关支路分段开关终端在两次重合闸过程中非故障相关路径检测功能，和不闭锁处理功能进行测试。

所述就地型联络开关终端的不停电测试方法包括以下步骤：

步骤200，在馈线自动化智能测试仪或云平台选择被测的就地型馈线自动化开关类型中的联络开关测试方案。

步骤201，检查有关状态参数设置是否和当前被测开关终端的馈线自动化定值相符：如各种测试状态参数是否和被测终端定值相符、施加的故障状态其电流大小及持续时间是否大于终端过流定值和故障持续时间定值、各状态转换判据(定时、延时时间、电压判据、电流判据、开入量判据、组合逻辑判据)是否和输入对应等。如果相符，则进行下一步。

步骤202，检查核实测试方案中的开关类型是否和现场开关一致。

步骤203，将馈线自动化智能测试仪和馈线开关工况自适应模拟器连接至被测开关终端，将pt电源断开与被测开关终端的连接，转接至馈线开关工况自适应模拟器，再接入被测开关终端；断开被测开关终端到现场开关的控制回路连线，将被测开关终端的控制回路连接至馈线开关工况自适应模拟器，断开现场开关的电流回路和被测开关终端的ct回路，将馈线自动化智能测试仪的电流回路连接至被测开关终端，注意ct回路是否有开路保护。

步骤204，配电网馈线正常运行情况三遥模拟测试：馈线自动化智能测试仪根据测试方案的三遥状态序列，确定施加至被测开关终端的电流信号的测试时状态，测试电流等电气量的现场测量精度及模拟量遥测系统的上传时间。通过馈线开关工况自适应模拟器测试遥控功能及开关变位时间，模拟遥信变位及遥信变位上传时间等性能指标，同时也对通信情况进行测试。

步骤205，配电网馈线永久故障下故障区段下游边界联络开关终端测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障情况各个状态，对故障区段下游边界联络开关终端在两次重合闸过程中故障边界短时来电残压检测功能和闭锁处理功能、一侧失压闭锁延时合闸功能进行测试。

步骤206，配电网馈线永久故障下故障区段下游非边界联络开关终端测试：使用馈线开关工况自适应模拟器模拟配电网馈线永久故障情况，对故障区段下游非边界联络开关终端在重合闸过程中一侧失压延时合闸功能进行测试。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。