一種用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統自動化技術領域，特別涉及一種用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置及方法。
【背景技術】
[0002]為提高配電網絡的供電可靠性，電力公司需要在柱上開關安裝饋線自動化終端，以實現對柱上開關的電氣數據，如電流、電壓、開關狀態等信息進行監視，實時檢測線路上的故障信息，必要時，可以通過遠方下發控制指令控制開關的狀態，以實現配電網絡的重構，進而提供配電網絡的供電可靠性。
[0003]如圖1所示，101為支撐配電線路的桿塔；102為柱上開關本體；105為用于監控的饋線自動化終端；103是連接饋線自動化終端105與開關本體102的運行電纜束；正常運行時，饋線自動化終端105通過運行電纜束103采集開關本體102附帶的電流互感器CT、電壓互感器PT、以及各種輔助節點獲取電流、電壓、開關狀態等數據。同時通過運行電纜束103連接開關本體102附帶的操作機構，實現對開關本體102的控制。
[0004]因為饋線自動化終端安裝在柱上，給后期的運行維護帶來了一定的困難，尤其是饋線自動化終端異常時，往往需要進行替換成新的饋線自動化終端，然后在工廠對替換下的饋線自動化終端進行診斷與維修，需要耗費大量的人力、物力與運輸成本。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術存在的上述不足，提供了一種用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置及方法。本發明通過以下技術方案實現:
一種用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置，診斷裝置與饋線自動化終端相連接，對饋線自動化終端進行故障診斷；診斷裝置包括總控單元、通信模塊、功率驅動模塊、電壓放大模塊、狀態輸出模塊和狀態輸入模塊，總控單元連接通信模塊、功率驅動模塊、電壓放大模塊、狀態輸出模塊、狀態輸入模塊。
[0006]功率驅動模塊包括四通道電流輸出，四通道電流輸出至饋線自動化終端，總控單元控制四通道電流的幅度和相位，用以模擬三相電流以及零序電流。
[0007]電壓放大模塊包括四通道電壓輸出，四通道電壓輸出至饋線自動化終端，總控單元控制四通道電壓的幅度和相位，用以模擬三相電壓以及零序電壓。
[0008]狀態輸入模塊接收饋線自動化終端發出的控合控分遙控信號，仿真開關合閘、分閘動作的接收。
[0009]狀態輸出模塊包括八開出量輸出，八開出量輸出至饋線自動化終端，用以模擬饋線自動化終端所在配電網絡的數字量。
[0010]通信模塊連接饋線自動化終端，用以獲取饋線自動化終端所采集到的診斷裝置的數據。
[0011]較優地，診斷裝置通過測試電纜束連接饋線自動化終端，測試電纜束與饋線自動化終端的連接端上設置有航空插頭，測試電纜束為一段線纜，測試電纜束的技術規格與運行電纜束完全相同。
[0012]較優地，功率驅動模塊通過測試電纜束上的航空插頭連接至饋線自動化終端的電流端子；電壓放大模塊通過測試電纜束上的航空插頭連接至饋線自動化終端的電壓端子；狀態輸入模塊通過測試電纜束上的航空插頭連接至饋線自動化終端的遙控端子；狀態輸出模塊通過測試電纜束上的航空插頭連接至饋線自動化終端的遙信采集端子；通信模塊通過測試電纜束上的航空插頭連接至饋線自動化終端的通信模塊。
[0013]較優地，狀態輸入模塊和狀態輸出模塊分別通過隔離器連接總控單元，即總控單元先通過隔離器連接到狀態輸入模塊和狀態輸出模塊，狀態輸入模塊和狀態輸出模塊再通過線纜和航空插頭連接至饋線自動化終端。
[0014]較優地，功率驅動模塊還包括電流采樣負反饋電路，用以對四通道電流輸出進行采樣，通過總控單元實現輸出精度的閉環控制。
[0015]較優地，電壓放大模塊還包括電壓采樣負反饋電路，用以對四通道電壓進行采樣，通過總控單元實現輸出精度的閉環控制。
[0016]較優地，通信模塊包括兩個網口與三個串口，分別支持IEC104規約以及IEClOl規約。
[0017]較優地，本發明用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置還包括蓄電池充放電管理單元、蓄電池組以及監視屏，蓄電池充放電管理單元連接在總控單元與蓄電池組之間，用以管理蓄電池的充電與放電，監視屏連接總控單元，用以提供顯示及觸控界面。
[0018]一種用于柱上開關饋線自動化終端的診斷方法，包括以下步驟，
S01，現場診斷時，斷開開關本體與饋線自動化終端的連接，因為航空插頭具有自動防開路功能，不會影響到CT的安全，而且不影響用戶的用電；
S02，連接診斷裝置與饋線自動化終端，饋線自動化終端獲取診斷裝置的數據，同時診斷裝置通過通信模塊獲取饋線自動化終端的數據，形成一個閉環診斷系統；
S03，控制診斷裝置(107)與饋線自動化終端(105)進行通信，對饋線自動化終端(105)的故障進行診斷，所述饋線自動化終端(105)的故障包括遙信模塊故障、電流模塊故障、電壓模塊故障、遙控模塊故障、通信模塊故障和總控-電源單元故障；
饋線自動化終端(105)的故障具體診斷過程如下:
A)根據現場情況，診斷裝置(107)通過網絡或者串口以通信規約進行通信，如果通信不成功，則表示饋線自動化終端的為通信模塊故障或者總控-電源單元故障；打開中被測饋線自動化終端，如果饋線自動化終端總控單元或電電源單元工作指示無顯示，則為總控-電電源單元，如饋線自動化終端主控或電電源單元工作指示無正常，則為通信模塊故障；
B)總控單元(I)通過控制功率驅動模塊(6)的四通道電流輸出，按一定的規律變化電流的幅值，同時通過通信模塊(3 )采集饋線自動化終端采集到的數據，并將所述饋線自動化終端采集到的數據與診斷裝置的輸出數據進行比較，如果比較獲取的誤差超過了設定范圍內，則為饋線自動化終端的電流模塊故障；
C)總控單元(I)通過電壓放大模塊(7)的四通道電壓輸出，按一定的規律變化電壓的幅值，同時通過通信模塊(3)采集饋線自動化終端采集到的數據，并將所述饋線自動化終端采集到的數據與診斷裝置的輸出數據進行比較，如果比較獲取的誤差超過了設定范圍內，則為饋線自動化終端的電壓模塊故障；
D)在診斷裝置上通過狀態輸出模塊模擬遙信狀態，通過通信模塊采集饋線自動化終端的遙信輸出信息，實現對饋線自動化終端的遙信模塊故障診斷；
E)在診斷裝置上通過通信模塊發出控制命令，模擬控制開關的狀態，通過狀態輸入模塊監視饋線自動化終端的遙控節點輸出信息，實現對饋線自動化終端的遙控模塊故障診斷。
[0019]相比與現有技術，本發明具有以下優點，
實際的運行經驗表明，出現故障的饋線自動化終端往往僅是一個小配件有問題，完全可以在現場完成替換，關鍵在于如何對已安裝在柱上的配電終端進行迅速診斷，進而發現故障元件。本發明提供的用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置，實現遠程柱上饋線自動化終端的遠程故障診斷，不需要替換饋線自動化終端，就能夠實現故障診斷定位，具體包括以下有益效果:
1、通過本發明自動化的診斷方式，可以加快診斷速度，提高維修效率，降低項目成本；
2、標準化的接線方式，確保現場可以快速接線；
3、診斷時對線路供電沒有影響；
4、診斷時無須現場電源，診斷裝置自帶蓄電池。
【附圖說明】
[0020]圖1所示的是柱上開關與饋線自動化終端的安裝結構示意圖；
圖2所示的是本發明用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置的安裝結構示意圖；
圖3所示的是本發明用于柱上開關饋線自動化終端的診斷裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0022]以下將結合本發明的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0023]為了便于對本發明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構成對本發明實施例的限定。本發明涉及診斷裝置與饋線自動化終端的連接關系如圖2所示，106為診斷裝置107與饋線自動化終端105之間的測試電纜束，測試電纜束的技術規格與運行電纜束完全相同；104是測試電纜束106與饋線自動化終端105連接的航空插頭；107為診斷裝置，現場診斷時，移開運行電纜束103，用診斷裝置107附帶的與運行電纜束規格完全相同的測試電纜束106連接饋線自動化終端105，進而實現饋線自動化終端在桿上的診斷。
[0024]開關本體102與饋線自動化終端105之間的連接電纜束(運行電纜束)103及其航空插頭104的規格嚴格定義，其中航空插頭104的電流部分具有自動防開路功能，即移開運行電纜束103時，其中電流航空插頭自動短路，以保護開關本體102的CT。測試電纜束106除包含了與運行電纜103規格完全相同電纜，且具有完全相同規格的航空插頭104。診斷裝置107還包含了工業以太網通信接口，診斷裝置可以通過該接口按照標準的通信規約與饋線自動化終端105進行通信，獲取饋線自動化終端內部采集到的數據。
[0025]如圖3所示，本發明提供的診斷裝置包括:總控單元1、監視屏2、通信模塊3、蓄電池充放電管理單元4、蓄電池組5、功率驅動模塊6、電壓放大模塊7、狀態輸出模塊8、狀態輸入模塊9 ;總控單元I連接通信模塊3、蓄電池充放電管理單元4、蓄電池組5、功率驅動模塊6、電壓放大模塊7、狀態輸出模塊8、狀態輸入模塊9。
[0026]總控單元I是本發明診斷裝置的中樞，控制著其他組件的狀態。同時該總控單元I集成了通信接口用于測試案例的導入和測試報告的導出。
[0027]功率驅動模塊6包括了四通道電流輸出，由總控單元通過一路數字信號控制，調整內容包括四通道電流輸出的幅度和相位。這四個通道輸出模擬了一條線路的三相電流以及零序電流；四通道電流輸出通過測試電纜及其航空插頭連接到饋線自動化終端的電流端子上。功率驅動模塊6內置有電流采樣負反饋電路，實現對輸出電流的實時采樣，并在總控單元I的控制下，實現輸出精度的閉環控制。
[0028]電壓放大模塊7包括了四通道電壓輸出，由總控單元通過一路數字信號控制，調整內容包括四通道電壓輸出的幅度和相位。這四個通道輸出模擬了一條線路的三相電壓以及零序電壓；四通道電壓輸出通過測試電纜及其航空插頭連接到饋線自動化終端的電壓端子上，電壓放大模塊7