王周虹

（臺(tái)州電業(yè)局，浙江 臨海 317000）

為了加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，積極穩(wěn)妥地應(yīng)用錯(cuò)峰、避峰、移峰等用電技術(shù)手段，做好有序用電，實(shí)現(xiàn)供用電秩序的基本穩(wěn)定，在電能量采集和電力負(fù)荷控制中廣泛應(yīng)用了電力負(fù)荷管理終端。雖然電力負(fù)荷管理終端具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也出現(xiàn)了死機(jī)、黑屏、亂碼、丟失數(shù)據(jù)、通信不暢等一系列質(zhì)量問題；同時(shí)由于新一代電力負(fù)荷管理系統(tǒng)集數(shù)字通訊、計(jì)算機(jī)軟/硬件、電能計(jì)量、負(fù)荷控制等多學(xué)科技術(shù)于一體，因此在安裝之前必須進(jìn)行主要性能和功能測(cè)試。

1 電力負(fù)荷管理終端特點(diǎn)

新一代負(fù)荷管理終端通過自身計(jì)量或者采集電表數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶遙測(cè)信息和電能量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集，并能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制、防竊電等功能。遠(yuǎn)程通道有GPRS，CDMA和短信、普通撥號(hào)MODEM等多種選擇方式，可以實(shí)現(xiàn)異常信息的及時(shí)自動(dòng)上報(bào)；具有紅外/RS232本地維護(hù)接口；具有遠(yuǎn)程維護(hù)升級(jí)功能；能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境。

2 終端檢測(cè)方法

為了全面、準(zhǔn)確、客觀地對(duì)終端產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)估，按照《用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)終端技術(shù)條件》編寫檢測(cè)方案及測(cè)試用例細(xì)化測(cè)試方法，組建符合規(guī)約功能測(cè)試的檢測(cè)平臺(tái)。負(fù)荷管理終端的檢測(cè)內(nèi)容包含功能檢測(cè)和性能試驗(yàn)2部分。

2.1 測(cè)試平臺(tái)

模擬現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷管理終端使用環(huán)境及應(yīng)用流程，將檢測(cè)主機(jī)（主站系統(tǒng)或主站測(cè)試軟件）、被測(cè)試終端、輸入信號(hào)源（三相電壓和電流、脈沖輸入）、電能表（至少2塊不同規(guī)約）和相應(yīng)信道連接成測(cè)試應(yīng)用系統(tǒng)（見圖1），利用GPRS/CDMA通信方式對(duì)終端各項(xiàng)功能進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 功能檢測(cè)項(xiàng)目和方法

負(fù)荷管理終端功能檢測(cè)的主要測(cè)試項(xiàng)目包括基本功能和擴(kuò)展功能的測(cè)試，其中基本功能測(cè)試為數(shù)據(jù)抄錄和存儲(chǔ)功能、設(shè)備對(duì)時(shí)、電壓質(zhì)量測(cè)量、故障檢測(cè)和報(bào)警功能等；擴(kuò)展功能測(cè)試為設(shè)備采樣精度、自動(dòng)控制、遙控功能、二次回路檢測(cè)及報(bào)警功能等。

圖1 測(cè)試應(yīng)用系統(tǒng)

2.2.1 終端抄表（GPRS信道）

項(xiàng)目要求：能抄錄正向及反向電量；總、尖、峰、平、谷有功需量；感性無功、容性無功以及電壓、電流、費(fèi)率、時(shí)段等數(shù)據(jù)。

測(cè)試方法：

（1）按順序發(fā)出1條召測(cè)命令。

（2）收到終端的召測(cè)應(yīng)答后，解析出應(yīng)答內(nèi)容，與數(shù)據(jù)庫模擬表最近一次凍結(jié)的相關(guān)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)比較，數(shù)據(jù)一致為合格。

（3）如果等待30 s終端無應(yīng)答，則重發(fā)該條命令。

（4）終端正確應(yīng)答或3次發(fā)送無正確應(yīng)答，則發(fā)送下一條召測(cè)命令。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：所有召測(cè)項(xiàng)目都正確返回且數(shù)據(jù)與模擬表凍結(jié)內(nèi)容一致為合格，任一項(xiàng)目無返回或內(nèi)容不一致為不合格。

2.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（GPRS信道）

項(xiàng)目要求：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)2個(gè)抄表周期電量（月末或抄表日零點(diǎn)數(shù)據(jù)）；正向及反向電量；有功-總、尖、峰、谷、平、需量；無功-感性無功，容性無功。

測(cè)試方法：

（1）清除終端歷史數(shù)據(jù)。

（2）更改時(shí)間，把終端時(shí)鐘改為正常時(shí)鐘。

（3）讀任務(wù)狀態(tài)字。

（4）讀任務(wù)配置。

（5）設(shè)置任務(wù)。

（6）更改任務(wù)控制字。

（7）更改時(shí)間至任務(wù)執(zhí)行前，然后等待任務(wù)完成，重復(fù)N次，以完成N次任務(wù)。

（8）讀任務(wù)數(shù)據(jù)，共讀N次、N條。

（9）恢復(fù)任務(wù)，把步驟4讀出的任務(wù)重新寫回終端。

（10）恢復(fù)任務(wù)狀態(tài)字，把步驟3讀出的任務(wù)狀態(tài)字重新寫回終端。

（11）恢復(fù)時(shí)間。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)： 步驟 2，3，4，5，6，7，9任一步不成功即判不合格；只要抄收到N條任務(wù)數(shù)據(jù)即判合格。

2.2.3 電表設(shè)置改變情況檢測(cè)、報(bào)警功能

項(xiàng)目要求：檢測(cè)電能表的參數(shù)設(shè)置改變情況（包括手動(dòng)需量復(fù)零、時(shí)段、費(fèi)率、脈沖常數(shù)等設(shè)置）。并將發(fā)生時(shí)間、前/后設(shè)置參數(shù)、前/后電量上報(bào)主站。

測(cè)試方法：控制信號(hào)源輸出設(shè)定的電壓、電流、相位，當(dāng)終端通過485抄收電量時(shí)，模擬表應(yīng)答的表參數(shù)如需量復(fù)零、時(shí)段、費(fèi)率、脈沖常數(shù)等與上次不同，即終端應(yīng)有相應(yīng)的事件發(fā)生。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：在異常發(fā)生6 min內(nèi)能讀取到正確的告警，判定測(cè)試合格，否則判此項(xiàng)不合格。

2.2.4 電壓質(zhì)量測(cè)量及合格率判斷功能

項(xiàng)目要求：每15 min測(cè)量一次電壓，分別記錄超上/下限的超標(biāo)次數(shù)（點(diǎn)）和最大值、最小值及發(fā)生的時(shí)間并每日主動(dòng)上報(bào)。終端保存最近10天的判斷信息。

測(cè)試方法：

（1）清除終端歷史數(shù)據(jù)。

（2）控制檢驗(yàn)裝置輸出電壓大于合格電壓上限（如120%Un）或小于合格電壓下限（如80%Un），持續(xù)16 min。

（3）更改終端時(shí)間到當(dāng)日零點(diǎn)前1 min。

（4）等待終端時(shí)鐘過零點(diǎn)凍結(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)。

（5）讀取終端上日電壓超上限次數(shù)、上日電壓超下限次數(shù)。

（6）恢復(fù)終端時(shí)鐘。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：能夠讀取到正常凍結(jié)數(shù)據(jù)即認(rèn)為測(cè)試合格；無法讀取到相關(guān)凍結(jié)數(shù)據(jù)或者沒有凍結(jié)數(shù)據(jù)均認(rèn)為不合格。

2.2.5 對(duì)時(shí)功能

項(xiàng)目要求：終端每日與主站對(duì)時(shí)1次，對(duì)時(shí)誤差應(yīng)小于±1 s；允許終端每日對(duì)電能表校時(shí)1次，對(duì)時(shí)誤差小于±1 s為合格。

測(cè)試方法：

（1）讀終端時(shí)間，在5 s內(nèi)收到終端應(yīng)答為有效，計(jì)算出終端的通訊延時(shí)N1。

（2）采用寫對(duì)象參數(shù)命令更改終端時(shí)間，20 s內(nèi)收到確認(rèn)進(jìn)入下一步，否則結(jié)束對(duì)時(shí)。

（3）讀終端時(shí)間，計(jì)算終端時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的時(shí)差N2，超過3 s為不合格。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：所有步驟成功且實(shí)時(shí)寫對(duì)象對(duì)時(shí)后，比較計(jì)算機(jī)與終端的時(shí)差在1 s以內(nèi)為合格。

2.2.6 電壓、電流采樣精度

項(xiàng)目要求：電壓測(cè)量精度50%Un-120%Un，不低于1級(jí)，誤差要求±（1%Rd＋1）V；電流測(cè)量范圍1～6 A，電流測(cè)量精度不低于2級(jí)，誤差要求±（2%Rd＋0.01）A。

測(cè)試方法：

（1）電壓測(cè)量值：額定電壓的 80%，100%，120%；持續(xù)2 min等待終端采樣穩(wěn)定；

（2）電流測(cè)量值：額定電流的 30%，100%，120%，持續(xù)2 min等待終端采樣穩(wěn)定。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：讀取終端測(cè)量點(diǎn)電壓/電流（被測(cè)值）和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量單元電壓/電流（標(biāo)準(zhǔn)值），計(jì)算引用誤差，Err=（被測(cè)值-標(biāo)準(zhǔn)值）/量程×100。電壓測(cè)量精度不低于1級(jí)，電流測(cè)量精度和功率測(cè)量精度不低于2級(jí)。如果有1個(gè)測(cè)試點(diǎn)不合格，則判定該測(cè)試項(xiàng)目不合格。

2.2.7 遙控功能

項(xiàng)目要求：遙控功能主站可對(duì)終端編組進(jìn)行群組遙控，也可對(duì)單個(gè)終端遙控。

測(cè)試方法：

（1）進(jìn)入遙控跳閘測(cè)試，依次發(fā)送一輪、二輪遙控跳閘命令，終端在收到命令后應(yīng)該有跳閘告警和跳閘繼電器動(dòng)作。

（2）測(cè)試完成后發(fā)送遙控合閘命令，恢復(fù)終端的狀態(tài)。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試軟件能夠接收到終端的遙控跳閘告警事件，且測(cè)試設(shè)備能夠檢測(cè)到終端跳閘繼電器的動(dòng)作，則認(rèn)為測(cè)試合格。

2.2.8 臨時(shí)限電控制功能

項(xiàng)目要求：能依據(jù)用戶當(dāng)前功率，下達(dá)臨時(shí)限電指標(biāo)、臨時(shí)限電時(shí)間，并能遠(yuǎn)程設(shè)置最低負(fù)荷。

測(cè)試方法：

（1）控制信號(hào)源輸出電壓為100%、電流為100%；延時(shí)180 s使終端采集的功率達(dá)到穩(wěn)定。

（2）設(shè)置臨時(shí)限電規(guī)則為此時(shí)功率的80%。

（3）延時(shí)60 s，控制信號(hào)源輸出功率為額定功率的75%；延時(shí)10 min，此時(shí)終端不應(yīng)該有跳閘和告警發(fā)生。

（4）輸出功率為額定功率的100%，延時(shí)30 min，此時(shí)終端應(yīng)該有跳閘和告警發(fā)生。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)設(shè)備輸出功率小于控制功率時(shí)，終端不應(yīng)該有跳閘告警事件發(fā)生；當(dāng)輸出功率大于控制功率時(shí)，終端應(yīng)該有跳閘告警事件以及跳閘繼電器的動(dòng)作。滿足上述條件時(shí)認(rèn)為測(cè)試合格。

除上述項(xiàng)目外，還需檢測(cè)負(fù)荷管理終端的其他功能，如報(bào)警功能，包括三相負(fù)荷不平衡檢測(cè)、負(fù)荷過載檢測(cè)、門節(jié)點(diǎn)變化、示度電量下降、電表設(shè)置改變、表計(jì)停走或飛走故障、停電、上電、電壓斷相、電壓缺相、電壓逆相序、電流反極性、TA二次短路、TA二次開路、三相負(fù)荷不平衡、無功過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償?shù)?。另外還要進(jìn)行負(fù)荷終端控制功能、終端任務(wù)上傳功能檢測(cè)等。

2.3 性能檢測(cè)

負(fù)荷管理終端的性能試驗(yàn)項(xiàng)目包括：電氣性能試驗(yàn)、安全性能試驗(yàn)、高/低溫試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)等。

2.3.1 供電方式

項(xiàng)目要求：必須使用三相供電，在斷相情況下，交流電源還能維持終端正常工作。

測(cè)試方法：

（1）對(duì)于三相四線終端，去掉電池，將A相、B相、C相電壓的其中兩相調(diào)至零，另一相調(diào)至100%Un（100%）。

（2）對(duì)于三相三線終端，去掉電池，將Uab調(diào)至零，Ucb調(diào)至100%Un（100%），或?qū)cb調(diào)至零，Uab調(diào)至 100%Un（100%）。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：持續(xù)供電2 min后，讀取終端時(shí)間。如果終端能返回時(shí)間，則判定該點(diǎn)測(cè)試合格；如果在測(cè)試時(shí)間范圍之內(nèi)未返回則為不合格。

2.3.2 供電電壓

項(xiàng)目要求：供電電壓在正負(fù)偏差絕對(duì)值小于或等于額定電壓20%能正常工作為合格。

測(cè)試方法:

（1）對(duì)于三相四線終端，去掉后備電池，將A相、B相、C相電壓的其中兩相調(diào)至80%Un，另一相調(diào)至120%Un。

（2）對(duì)于三相三線終端：去掉后備電池，將Uab和Ucb調(diào)至80%Un或?qū)?Ucb和 Uab調(diào)至120%Un。

評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：持續(xù)供電2 min后，讀取終端時(shí)間。如果終端能返回時(shí)間，則判定該點(diǎn)測(cè)試合格；如果在測(cè)試時(shí)間范圍之內(nèi)未返回則為不合格。

2.3.3 安全性能

（1）絕緣強(qiáng)度符合要求，采用搖表進(jìn)行測(cè)試；絕緣電阻≥500 MΩ。

（2）工頻耐壓：采用耐壓測(cè)試儀不帶電測(cè)試；50 Hz，2 kV，1 min不擊穿。

2.3.4 高/低溫試驗(yàn)

測(cè)試方法：在-20～50℃工作溫度下分別測(cè)試4 h。要求通信、數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ)以及控制功能正常，計(jì)量精度滿足對(duì)應(yīng)要求。

2.3.5 電磁兼容

（1）靜電放電抗擾度：用8 kV電壓直接和間接對(duì)外殼及485通信接口進(jìn)行放電，要求設(shè)備能正常通信和工作。

（2）浪涌抗擾度：電源回路用4 kV共模、2 kV差模，狀態(tài)信號(hào)輸入回路為1 kV共模，對(duì)指定回路施加干擾，干擾過程中應(yīng)能正常通信和工作。

（3）電壓暫降和短時(shí)跌落：使用周波跌落測(cè)試儀施加干擾，觀察干擾時(shí)狀態(tài)并對(duì)恢復(fù)后數(shù)據(jù)進(jìn)行召測(cè)和比對(duì)。不應(yīng)發(fā)生死機(jī)、錯(cuò)誤動(dòng)作或損壞，電源電壓恢復(fù)后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)無變化，工作正常。

（4）工頻磁場(chǎng)抗擾度：施加400 A/m干擾，要求干擾過程中能正常通信和工作。

3 結(jié)語

通過對(duì)負(fù)荷管理終端進(jìn)行功能檢測(cè)和性能試驗(yàn)，可以保證其穩(wěn)定可靠運(yùn)行，保證信息采集的準(zhǔn)確性，更好地為電力營銷服務(wù)。

[1]DL/T 533-2007電力負(fù)荷管理終端[S].北京：中國電力出版社，2007.