配电终端测试仪自动校准系统的设计与应用分析

摘要：配电终端是实现配电自动化的保障，本文对于配电终端测试仪中的自动校准系统的设计进行了分析，对其功能设计、硬件设计、软件设计环节进行详细阐述。并根据设计目的对其在实际生产的应用进行了阐释，得出了其应用效果好、应用优势大、应用前景广的结论。

关键词：上机位;SOE;自动校准系统

引言：国家电网在2017年出台了配电自动化终端入网专业检测大纲，为了符合大纲要求，必须对配电终端测试仪进行校准。自动校准系统有利于避免人力资源的浪费，能够提升供电质量，保障供电安全，增强供电能力，因此电力企业应该重视对于其的设计和应用。

1.配电终端测试仪中自动校准系统的设计环节

1.1主要功能设计

国家智能电网的普及带来了智能化的配电终端，与此同时，对于终端测试仪的精度也提出了新的要求。传统的校准方法都需要人工的参与，误差较大，因此自动校准系统就应运而生了，它的主要功能包括完成装置的自动输出、读取数据与处理数据、判定精度以及生成报告等。配电终端测试仪自动校准系统主要包括计算机，高精度功率分析仪器和配电终端测试仪三个部分[1]。传统的校准方法如图1所示。

1.2硬件设计

在硬件方面，校准系统主要是由以下几个部分所组成，分别是控制台、模拟量信号输出单元、开关量模拟单元、通信单元、测试台。在控制台中，上机位是自动化校准系统的控制终端，在整个系统的运行中起到大脑的作用，能够控制信号流，做好监测校准工作。开关量模拟单元可以进行双通道工作，一边输出开关量模拟信号，一边检测被测终端的开关量输出信号。与此同时，三相标准源设备具有可以对校准对象进行标记，其输出数值的正确与否直接影响自动化校准系统的全局。

在通常情况下，模拟量信号输出单元的输出功率为0～400V电压、0～100A电流、或者0～1200v直流电压、0～60A直流电流。采取闭环矢量控制技术对三相标准源设备进行控制，需要具有模拟仿真配电网故障的功能，以便进行模拟校准。闭环矢量控制技术下的三相标准源含有波形源、矢量采样、信号处理以及多路高精度功放四个模块[2]。

服务器和工作站组成了测试台，工作站将各测试结果统一进行汇总，再传送到工作站内，工作站数据进行分析和管理。测试台的作用是提供模拟信号、开关量信号以及通讯功能等。硬件组成如图2所示。

1.3软件设计

校准系统的完备离不开软件的配套使用，软件系统发挥着协同操作、线上数据管理、数据输出输入以及无网状态自动检测作用。软件设计的目的是为了完成信息录入，控制通信，點号配置，测试方案设计等，以此实现对多台终端的自动校准和管理。

具体来说软件系统主要有六个功能模块。第一是用户管理模块，目的是实现对访问者权限、账号信息、测试项目权限等进行管理，实现信息的维护和分配;第二是系统管理模块，这个模块中包含设置参数、环境因素、硬件接口以及检测设备等;第三是采样信息管理模块，负责管理送检单位;第四是方案管理模块，根据自动化校准系统终端类型设计相符的测试方案;第五是检测工作模块，此模块可以根据采样信息管理模块和方案管理模块的上传的信息开展测试工作，可以同时使用自动检测与手工检测两种方法，对数据的有效性能进行详细的审核;第六是检测报告模块，在校准审核完成可以呈现查询检测解果以及打印报表。软件工作流程如图3所示。

2.自动校准系统在配电终端测试仪中的应用

2.1应用效果

自动校准系统可以有效的满足配电终端测试仪的功能要求，可以对校准对象输出直流或交流的标准源，还可以多路开出，遥控信号，对于校准对象的SOE、输入信号等数据也可以进行有效接收，进而完成对校准对象的自动校准。SOE即是对系统中的各处状态变化和持续时间进行自动记录，在发生事故时进行自动开关和继电保护的信息[3]。

将自动校准系统用于配电终端测试仪中时，将全部校准对象相连并设定好校准参数和部分，系统可以实现自动化运行，极大程度上缓解了人工校准的压力，缩短了校准时间。自动化校准系统的检测范围广泛，检测项目齐全，数据的获得也更加全面准确。

2.2应用优势

自动化校准系统在实际应用中优势主要体现在两个方面，一方面是告警方面，首先告警的内容齐全，系统内包含高达100种以上的告警方式，对于供配电设备的主回路、分支回路等都能实现全局校准。其次，告警的效率高，系统的告警时间一般不会超过100ms，对于支路回路等次要系统的告警时间也不会不超过1s，有助于工作人员及时采取处理措施，保障系统的正常运行。最后是系统的操作简便，校准系统控制设备以及辅助控制设备都使用网线相连，还可以进行通讯，便于人员之间的沟通。

另一方面在测量方面，首先是测量的数据量大，可以同时测量电压、电流数据高于50万;再次是对于一些难以测量的波能够进行测量，比如谐波的含量和畸变率;最后是测试的准确性，对于所测量的电压、电流数据保有很高的精度。自动校准系统的应用优势如表一所示。

2.3应用前景

2.3.1智能化与互联网化

在互联网的广泛应用下，信息共享已经成为时代的标配，自动校准系统的运行需要大量数据作为支撑。在互联网信息的支持下，配电终端测试仪可以检测到更深入和复杂的问题，并形成相应的解决方案，以此应对未来生产中可能出现的风险。与此同时，结合智能化技术，自动校准系统的自主性又会进一步提升，进一步解放了人力，降低成本，提升经济效应。

2.3.2集成化与综合化

未来的配电终端测试仪系统将会高度集成化和综合化的系统，对于不同处收集来的信息，系统进行统一分类与管理，将系统功能整合与合并，使得每一条数据都能得到妥善处理，提高自动校准系统的效率。但系统能力提升并不意味着人工被完全取代，而是对技术人员的要求进一步提高了，在基础数据工作和分析工作都能由自动校准系统运行时，技术人员所要做的是对数据的综合化分析，提出合理的改进建议[4]。

结束语：综上所述，未来的配电终端测试仪将会越来越趋向自动化，发展自动校准系统有利于更好的保障配电安全，及时发现系统问题。因此电力企业必须不断发展自动化技术，提升自动化校准水平，为电力行业的发展添砖加瓦。

参考文献：

[1]沃建栋，张文杰等.配电终端测试仪自动校准系统的设计与应用[J].国外电子测量技术，2019，38（11）：91-96.

[2]曾瑞江，李玎等.配电终端自动化检测系统的设计与应用[J].现代信息科技，2019，3（19）：44-46.

[3]李晶晶，王乾娟，孙智，金海彬，罗春妹，黄文钰.参考级直流标准电压源自动校准系统[J].计量学报，2020，41（03）：306-310.

[4]杨帅，王开科，南东亮，魏伟，张路.继电保护装置自动化检测系统的研究及应用[J].电气技术，2020，21（04）：116-121.

作者简介：陈成（1990-），江苏省淮安市人，汉族，助理工程师，本科，研究方向：计量与测试