采集HPLC通信故障診斷和模塊功耗測試的應(yīng)用分析

國網(wǎng)湖南省電力有限公司 賀 星 王 智 李文娟 張隨涵

隨著國家電網(wǎng)“建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”最新戰(zhàn)略目標(biāo)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造提升傳統(tǒng)電網(wǎng)。運(yùn)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的能源互聯(lián)網(wǎng)。能源互聯(lián)網(wǎng)承載的是數(shù)據(jù)流與承載電力流的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)共同構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)流的實現(xiàn)離不開現(xiàn)在的有線和無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如光纖、電力無線專網(wǎng)、NB-IoT、藍(lán)牙、5G、HPLC等[1]。HPLC在感知連接通信上可以發(fā)揮更大的作用，可以實現(xiàn)高頻次數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)測、用能管理、用電分析、故障搶修等各種應(yīng)用，HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀是能源互聯(lián)網(wǎng)在感知層重要的通信設(shè)備。此外，HPLC與無線技術(shù)的融合為能源互聯(lián)網(wǎng)提供了更多的接入可能。

1 HPLC系統(tǒng)的組成和工作原理

1.1 系統(tǒng)的組成

HPLC故障診斷系統(tǒng)的主要組成包括兩部分：其中一部分為監(jiān)控中心和電力載波終端，該系統(tǒng)采取逐級通信方式；另一部分為電力載波終端和檢測點。整個系統(tǒng)的核心組成由INTERNRT機(jī)及寬帶無線網(wǎng)GPRS通訊接口構(gòu)成，INTERNRT機(jī)實現(xiàn)HPLC故障診斷系統(tǒng)信息的采集和處理，寬帶無線網(wǎng)實現(xiàn)電力載波終端與檢測點的載波通信[2]。HPLC故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1 HPLC故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖

1.2 系統(tǒng)的工作原理

電力載波終端是HPLC故障診斷系統(tǒng)其中一個重要組成部分，其主要作用就是對某一變壓器的低壓側(cè)至檢測點終端電力線路及支路上的故障信息的采集、檢測及處理[3]。這個檢測處理過程采用循環(huán)的模式即從a1至an檢測點循環(huán)的采集載波信號和數(shù)據(jù)，再將采集到檢測點信號數(shù)據(jù)傳輸至INTERNRT機(jī)，若INTERNRT機(jī)收到某條電力主干線或支路有故障信號存在，則電力載波終端再次對其故障信號做進(jìn)一步的診斷，再經(jīng)寬帶無線網(wǎng)GPRS將故障信號發(fā)送至監(jiān)控中心，技術(shù)人員接到監(jiān)控中心的反饋信息后帶上HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀再對具體的故障點進(jìn)行故障處理[4]。

2 HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀概述

HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀其主要包括集中器本地通信路由模塊：路由模塊、單相電能表本地通信模塊、三相電能表本地通信模塊、集中器遠(yuǎn)程通信I型GPRS模塊、集中器遠(yuǎn)程通信II型GPRS模塊等組成[5]。HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀技術(shù)規(guī)范如表1所示。其主要功能及作用如下：

表1 HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀技術(shù)規(guī)范表

（1）通信模塊故障檢測

表計模塊故障檢測，表計模塊包括單相模塊和三相模塊；路由模塊故障檢測；遠(yuǎn)程通信模塊故障檢測，遠(yuǎn)程通信模塊包括I型GPRS模塊和II型GPRS模塊。

（2）設(shè)備故障檢測

集中器設(shè)備故障檢測，包括紅外模塊功能檢測、RS485接口功能檢測；電能表設(shè)備故障檢測，包括12V接口及其他弱電接口和UART接口功能檢測；電能表RS485接口故障檢測。

（3）本地通信模塊功耗測試

表計模塊靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗測試，表計模塊包括單相模塊和三相模塊；路由模塊靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗測試。

3 設(shè)備故障檢測

HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀主要針對通訊模塊和本地設(shè)備故障進(jìn)行檢測。其中通訊模塊故障檢測可以實現(xiàn)表模塊故障、路由模塊故障、遠(yuǎn)程通信模塊故障、協(xié)議檢測；設(shè)備故障檢測主要實現(xiàn)集中器故障（698和376）、電能表設(shè)備故障、表計RS485接口故障等。

3.1 通訊模塊故障檢測具體檢測步驟如下

（1）測試儀開機(jī)。

（2）將標(biāo)準(zhǔn)路由模塊和待測試表計模塊插入指定位置。

（3）在主功能界面中選擇模塊測試進(jìn)入模塊測試主界面。

（4）在模塊測試主界面選擇：表計模塊（單相表模塊和三相表模塊）、協(xié)議檢測、路由模塊或遠(yuǎn)程通信模塊（支持I型GPRS模塊和II型GPRS模塊）等按鈕進(jìn)入表計模塊測試界面，再選擇啟動測試按鈕，開始測試。

（5）等待測試完成，根據(jù)測試結(jié)果及現(xiàn)場需求選擇繼續(xù)測試或取消測試。注意測試過程中不能中止測試。

3.2 本地設(shè)備故障檢測

集中器設(shè)備故障檢測可檢測集中器（698和376）紅外接口和RS485接口故障；表計設(shè)備故障檢測可檢測12V接口及其他弱電接口和UART接口功能檢測。具體檢測步驟如下：

（1）測試儀開機(jī)。

（2）將設(shè)備接線連接集中器和測試儀。

（3）在主功能界面中選擇設(shè)備測試進(jìn)入設(shè)備測試主界面。

（4）在設(shè)備測試主界面選擇集中器（698和376）、表計設(shè)備按鈕進(jìn)入集中器或表計設(shè)備測試參數(shù)界面。配置待測試集中器或表計設(shè)備應(yīng)用地址。

（5）按照步驟4配置完成后，選擇確認(rèn)按鈕，進(jìn)入集中器或表計設(shè)備測試界面，選擇啟動測試按鈕，開始測試。

（6）等待測試完成，根據(jù)測試結(jié)果及現(xiàn)場需求選擇繼續(xù)測試或取消測試。注意測試過程中不能中止測試。

4 通信模塊功耗測試

通信模塊功耗測試主要對表計模塊和路由模塊。表計模塊功耗測試可測試表計模塊的動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗，需要標(biāo)準(zhǔn)路由模塊配合測試。路由模塊功耗測試可測試路由模塊的動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗。測試操作步驟如下：

（1）測試儀開機(jī)。

（2）將標(biāo)準(zhǔn)路由模塊和待測表計模塊插入指定位置。

（3）在模塊測試主界面選擇表計模塊、路由模塊功耗按鈕進(jìn)入表計模塊或路由模塊功耗測試界面，選擇啟動測試按鈕，開始測試。

等待測試完成，根據(jù)測試結(jié)果及現(xiàn)場需求選擇繼續(xù)測試或取消測試。注意測試過程中不能中止測試。

5 模塊控制

頻段切換用于控制路由模塊切換頻段進(jìn)而控制整個載波通信系統(tǒng)完成頻段切換[6]。操作步驟如下：

（1）測試儀開機(jī)。

（2）將待切換頻段的路由模塊插入指定位置。

（3）在主功能界面中選擇模塊控制按鈕進(jìn)入模塊控制主界面。

（4）在模塊控制界面中選擇頻段切換按鈕進(jìn)入集中器模塊頻段切換界面。

（5）頻段讀取：在集中器模塊頻段切換界面中。選擇頻段讀取按鈕，啟動讀取集中器模塊頻段，頻段讀取成功復(fù)選框?qū)⒆詣忧袚Q到集中器模塊當(dāng)前頻段。

（6）頻段切換：在復(fù)選框中選擇待切換的頻段后，點擊頻段切換按鈕，啟動頻段切換。例如要切換到頻段2，點擊復(fù)選框中頻段2（0.7-3M）選項后，點擊頻段切換按鈕。

（7）等待頻段設(shè)置成功并生效。注意當(dāng)頻段設(shè)置成功但未生效時，拔出集中器模塊將導(dǎo)致頻段切換失敗。

綜上，文中重點針對HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀對表模塊故障、路由模塊故障、遠(yuǎn)程通信模塊故障、協(xié)議檢測等通訊模塊故障檢測和集中器故障、電能表設(shè)備故障、表計RS485接口故障等設(shè)備故障檢測以及模塊控制的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和分析。其主要是為了方便HPLC現(xiàn)場故障診斷測試儀在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行高頻次數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)測、用能管理、用電分析、故障搶修等各種應(yīng)用。