CN106776193A - 电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法，包括一台用于安装和运行虚拟测试模块的上位机，虚拟测试模块包括六个子模块：***配置模块、通讯模块、数据输入模块、数据存储模块、从机设备故障排查模块、数据输出模块；其中，从机设备故障排查模块通过对输入的告警从机遥信量的动作逻辑及遥测量信息进行虚拟运算和判断，排查出告警从机设备是否存在故障，并显示在上位机的屏幕上。本发明通过灵活配置从机数量减少无关报文干扰，虚拟告警从机的3个以上不同时刻的遥信量的动作逻辑和遥测量信息，有针对性地进行设备故障排查，对于提高施工维护和故障检修人员的工作效率具有现实意义。

Description

电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法

技术领域

本发明属于智能变电站自动化技术领域，具体涉及电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法。

背景技术

直流电源监控装置作为直流电源***主控装置，可通过MODBUS、CDT规约将遥测、遥信信息上传总监控装置和后台，对直流电源***各运行从机及重要开关器件状态进行实时查询和管理控制，运行后不经允许，参数不准许随意更改。直流电源监控装置发出的故障告警来源主要有：(1)直流电源监控装置运行后，因参数设置不正确，产生误告警。(2)直流电源监控装置数据库变量属性配置错误，产生误告警。(3)从机长时间运行，自身元器件损坏，产生误告警。(4)从机采集的各遥信量的动作逻辑和相应遥测量信息输入信号不正常，产生的正常故障告警。由于直流电源***工作电磁环境复杂，经常会产生一些故障，故障来源分析复杂，通常不易排查。

目前，直流电源监控装置通过事项告警等方式，进行***故障告警和故障记录，数据刷新速度与挂接在电源监控装置上的从机台数密切相关，从机上传信息出现错误时，通过捕捉报文的方式，进行故障分析，数据量大，报文可读性差，不便于施工和维护人员进行故障分析和排查。

本发明提出了电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法，目的就是通过灵活配置从机数量减少无关报文干扰，减少阅读的报文数据量，解决电源监控装置通讯时间长、报文数据量大等缺点，有针对性地进行设备故障排查。灵活配置从机的原则是依据电源监控装置告警信息，确定发出告警信息的从机数量，进行从机数量配置以缩短通讯时间、减少报文数据量。然后仿真直流电源***故障过程中各从机的动作逻辑和相应遥测量信息，快速高效地分析直流电源***故障原因，确定出是直流电流监控装置故障误报还是从机及开关器件故障引发的故障告警。本发明具有重要的应用价值，施工和维护人员可以将电源监控装置从机故障的虚拟测试方法应用于10kV--1000kV电压等级的变电站，大中小型电厂，煤矿、石化等企业变电站站用电源***领域，利于施工和维护人员查找***运行故障，缩短故障排查时间，为直流电源***的可靠运行提供一份可靠保障。

以下是文中所用到的一些专用名词的说明：

电源监控装置：电源***的控制、管理核心，汇集电源模块、绝缘监测装置、电池巡检装置等下级设备的各种数据、工作状态，进行处理后加以显示，根据***的各种设置参数进行报警、故障处理、历史数据管理，实现对电源***及蓄电池充放电的全自动管理。操作人员可通过触摸屏对电源模块强制开、关，均浮充控制，对电源模块的输出参数进行调节；通过通信接口实现与后台机的通讯。

从机：电源监控装置对其进行管理和控制的装置。

遥测量：从机采集的遥测量数据，按照通讯规约通过RS485串口上传给直流电源监控装置。

遥信量：从机采集的遥信量状态信息数据，按照通讯规约通过RS485串口上传给直流电源监控装置。

发明内容

为解决直流电源监控装置进行故障分析时数据量大、报文可读性差的问题，本发明提出了电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法，通过灵活配置从机数量来减少无关报文干扰，实时监测虚拟从机的多个时刻各遥信量的动作逻辑和相应遥测量信息，有针对性地进行设备故障排查。本发明采用的技术方案如下：

一种电源监控装置从机故障的虚拟测试设备，包括一台用于安装和运行虚拟测试模块的上位机，上位机中还包含一个数据存储区，虚拟测试模块包括六个子模块：***配置模块、通讯模块、数据输入模块、数据存储模块、从机设备故障排查模块、数据输出模块；

所述数据存储区，分为遥信量数据存储区和遥测量数据存储区；

所述***配置模块，用于配置欲进行虚拟测试的告警从机的数量；

所述通讯模块，用于建立欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；

所述数据输入模块，用于输入欲进行虚拟测试的告警从机的3个以上不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息；

所述数据存储模块，用于将所述数据输入模块所输入的信息存储到所述数据存储区；

所述从机设备故障排查模块，通过对所述数据存储区的数据进行虚拟运算排查出告警从机的故障；

所述数据输出模块，用于将所述从机设备故障排查模块排查得出的告警从机设备故障结果显示在人机交互界面。

优选地，上位机为笔记本或台式电脑。

优选地，通讯模块通过RS485串口使用CDT91通讯规约或MODBUS RTU通讯协议或公司制定的内部通讯规约建立起欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；

优选地，所述数据输入模块输入欲进行虚拟测试的告警从机的3个不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息，3个不同时刻的时间间隔为0.5秒。

一种电源监控装置从机故障的虚拟测试设备的虚拟测试方法，包括以下步骤：

步骤1、查看电源监控装置液晶显示器的从机信息，通过发出故障告警的从机名称和拨码开关设置的地址确定发出故障告警的从机数量；

电源监控装置是直流电源***的主控装置，从机的状态信息会严格按照特定的通信规约通过RS485串口上传至电源监控装置。当直流电源***发生故障告警时，告警事项会实时在电源监控装置液晶显示器上进行显示。

直流电源监控装置实时采集各从机多个时刻各遥信量的动作逻辑和相应遥测量信息。如果各从机的功能不重复，通过查看告警信息即可明确确定发出故障告警的从机名称。如果存在相同功能的从机，则由拨码开关设置的地址进行区分。因此，通过发出故障告警的从机名称和拨码开关设置的地址，就可以确定出发出故障告警的从机名称和从机数量。

步骤2、通过***配置模块，根据步骤1中确定的发出故障告警的从机数量配置欲进行虚拟测试的告警从机数量；

步骤3、通过通讯模块，建立起欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；

根据欲进行虚拟测试的告警从机之间的距离间隔的远近，虚拟测试模块可一次与多台告警从机建立通讯进行虚拟测试，也可以逐台与告警从机建立通讯进行虚拟测试；

步骤4、通过数据输入模块，将欲进行虚拟测试的告警从机的3个以上不同时刻的遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息输入虚拟测试模块；

优选地，通过数据输入模块将欲进行虚拟测试的告警从机的3个不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息输入虚拟测试模块，3个不同时刻的时间间隔为0.5秒；

步骤5、通过数据存储模块，将数据输入模块所输入的信息归类为遥信量信息和遥测量信息，并分别存储到上位机的遥信量数据存储区和遥测量数据存储区；

步骤6、通过从机设备故障排查模块，排查告警从机设备的故障；

6-1.设置遥信量的正常动作逻辑值并保存至遥信量数据存储区，设置遥测量的下限阈值和上限阈值并保存至遥测量数据存储区；

各遥信量的正常动作逻辑值依照从机电路设计原理和智能变电站客户需求设定；各遥测量的下限阈值和上限阈值按照Q/GDW576-2010站用交直流一体化电源***技术规范、国家电网一体化电源***通用技术规范、直流电源***规范等相关国家和行业标准规定来设置，各遥测量数值处于下限阈值和上限阈值范围内，则为正常阈值；

6-2.从遥信量数据存储区中抽取告警从机3个以上不同时刻的遥信量数据，采用错时比较处理算法,判断遥信量的动作逻辑是否正常；

6-2-1.将告警从机的3个以上不同时刻的遥信量的动作逻辑值分别与步骤6-1中设置的遥信量的正常动作逻辑值进行比较，若二者的逻辑值相同则将3个以上不同时刻的遥信量变位信息定义为0并分别存储至遥信量数据存储区；若二者的逻辑值不同则将3个以上不同时刻的遥信量变位信息定义为1并分别存储至遥信量数据存储区；

6-2-2.若3个以上不同时刻遥信量变位信息均为0，则确定采集该遥信量的告警从机工作正常；否则即确定采集该遥信量的告警从机存在故障；

6-3.从遥测量数据区中抽取告警从机3个以上不同时刻的遥测量数据，采用错时比较处理算法,判断遥测量的值是否正常；

6-3-1.将告警从机的3个以上不同时刻的遥测量值分别与步骤6-1中设置的遥测量下限阈值和上限阈值比较，若3个以上不同时刻的遥测量值为正常值(即遥测量值大于等于遥测量下限阈值或者小于等于遥测量上限阈值)，则将其比较结果定义为0并分别存储至遥测量数据存储区；若3个以上不同时刻的遥测量值不是正常值(即遥测量值大于遥测量上限阈值或者小于遥测量下限阈值)，则将其比较结果定义为1并分别存储至遥测量数据存储区；

6-3-2.若3个以上不同时刻遥测量比较结果均为0，则确定采集该遥测量的告警从机工作正常；否则即确定采集该遥测量的告警从机存在故障；

步骤7、通过数据输出模块，将告警从机故障虚拟测试结果显示在上位机的屏幕上。

有益效果：本发明提供了电源监控装置从机故障的虚拟测试设备及测试方法，用于分析直流电源***故障原因，可以通过灵活配置从机数量来减少无关报文干扰，实时监测虚拟从机的多个时刻各遥信量的动作逻辑和相应遥测量信息，有针对性地进行设备故障排查。施工和维护人员通过可视化分析可以快速高效定位故障原因以修复故障，有效减少或避免实际故障检查定位时的大量数据分析工作。对于提高施工维护和故障检修人员的工作效率具有重要的现实意义。

附图说明

图1为本发明的虚拟测试方法的流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本发明的技术方案，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行阐述。

一种电源监控装置从机故障的虚拟测试设备，包括一台用于安装和运行虚拟测试模块的笔记本电脑，笔记本电脑中还包含一个数据存储区，虚拟测试模块包括六个子模块：***配置模块、通讯模块、数据输入模块、数据存储模块、从机设备故障排查模块、数据输出模块；

数据存储区，分为遥信量数据存储区和遥测量数据存储区；

***配置模块，用于配置欲进行虚拟测试的告警从机的数量；

通讯模块，用于建立欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；通讯模块通过RS485串口使用CDT91通讯规约建立起欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制。

数据输入模块，用于输入欲进行虚拟测试的告警从机的3个不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息，3个不同时刻的时间间隔为0.5秒；

数据存储模块，用于将所述数据输入模块所输入的信息存储到所述数据存储区；

从机设备故障排查模块，通过对所述数据存储区的数据进行虚拟运算排查出告警从机的故障；

数据输出模块，用于将所述从机设备故障排查模块排查得出的告警从机设备故障结果显示在人机交互界面。

如图1所示，一种电源监控装置从机故障的虚拟测试设备的虚拟测试方法，包括以下步骤：

步骤1、查看电源监控装置液晶显示器的从机信息，通过发出故障告警的从机名称和拨码开关设置的地址确定发出故障告警的从机数量；

步骤2、通过***配置模块，根据步骤1中确定的发出故障告警的从机数量配置欲进行虚拟测试的告警从机数量；

步骤3、通过通讯模块，建立起欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；将笔记本电脑逐台与告警从机建立通讯进行虚拟测试；

步骤4、通过数据输入模块，将欲进行虚拟测试的告警从机的3个不同时刻的遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息输入虚拟测试模块，3个不同时刻的时间间隔为0.5秒；

步骤5、通过数据存储模块，将数据输入模块所输入的信息归类为遥信量信息和遥测量信息，并分别存储到笔记本电脑的遥信量数据存储区和遥测量数据存储区；

步骤6、通过从机设备故障排查模块，排查告警从机设备的故障；

6-1.设置遥信量的正常动作逻辑值并保存至遥信量数据存储区，设置遥测量的下限阈值和上限阈值并保存至遥测量数据存储区；

6-2.从遥信量数据存储区中抽取告警从机3个不同时刻的遥信量数据，采用三次错时比较处理算法,判断遥信量的动作逻辑是否正常；

6-2-1.将告警从机的1时刻、2时刻、3时刻的遥信量的动作逻辑值分别与步骤6-1中设置的遥信量的正常动作逻辑值进行比较，若二者的逻辑值相同则将1时刻或2时刻或3时刻的遥信量变位信息定义为0并分别存储至遥信量数据存储区；若二者的逻辑值不同则将1时刻或2时刻或3时刻的遥信量变位信息定义为1并分别存储至遥信量数据存储区；

6-2-2.若1时刻、2时刻、3时刻遥信量变位信息均为0，则确定采集该遥信量的告警从机工作正常；否则即确定采集该遥信量的告警从机存在故障；

6-3.从遥测量数据区中抽取告警从机3个不同时刻的遥测量数据，采用三次错时比较处理算法,判断遥测量的阈值是否正常；

6-3-1.将告警从机的1时刻、2时刻、3时刻的遥测量值分别与步骤6-1中设置的遥测量下限阈值和上限阈值比较，若1时刻或2时刻或3时刻的遥测量值为正常值(即遥测量值大于等于遥测量下限阈值或者小于等于遥测量上限阈值)，则将其比较结果定义为0并分别存储至遥测量数据存储区；若1时刻或2时刻或3时刻的遥测量值不是正常值(即遥测量值大于遥测量上限阈值或者小于遥测量下限阈值)，则将其比较结果定义为1并分别存储至遥测量数据存储区；

6-3-2.若1时刻、2时刻、3时刻遥测量比较结果均为0，则确定采集该遥测量的告警从机工作正常；否则即确定采集该遥测量的告警从机存在故障；

步骤7、通过数据输出模块，将告警从机故障虚拟测试结果显示在笔记本电脑的屏幕上。

本实施例中，采用了VB和MCGS平台实现虚拟测试模块的功能。

Claims (7)

1.电源监控装置从机故障的虚拟测试设备，其特征在于，包括一台用于安装和运行虚拟测试模块的上位机，所述上位机中还包含一个数据存储区，所述虚拟测试模块包括六个子模块：***配置模块、通讯模块、数据输入模块、数据存储模块、从机设备故障排查模块、数据输出模块；

所述数据存储区，分为遥信量数据存储区和遥测量数据存储区；

所述***配置模块，用于配置欲进行虚拟测试的告警从机的数量；

所述通讯模块，用于建立欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；

所述数据输入模块，用于输入欲进行虚拟测试的告警从机的3个以上不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息；

所述数据存储模块，用于将所述数据输入模块所输入的信息存储到所述数据存储区；

所述从机设备故障排查模块，通过对所述数据存储区的数据进行虚拟运算排查出告警从机的故障；

所述数据输出模块，用于将所述从机设备故障排查模块排查得出的告警从机设备故障结果显示在人机交互界面。

2.根据权利要求1所述的电源监控装置从机故障的虚拟测试设备，其特征在于，所述上位机为笔记本或台式电脑。

3.根据权利要求1所述的电源监控装置从机故障的虚拟测试设备，其特征在于，所述通讯模块通过RS485串口使用CDT91通讯规约或MODBUS RTU通讯协议或公司制定的内部通讯规约建立起欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制。

4.根据权利要求1所述的电源监控装置从机故障的虚拟测试设备，其特征在于，所述数据输入模块输入欲进行虚拟测试的告警从机的3个不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息，3个不同时刻的时间间隔为0.5秒。

5.根据权利要求1至3任一项所述的电源监控装置从机故障的虚拟测试设备的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、查看电源监控装置液晶显示器的从机信息，通过发出故障告警的从机名称和拨码开关设置的地址确定发出故障告警的从机数量；

步骤2、通过***配置模块，根据步骤1中确定的发出故障告警的从机数量配置欲进行虚拟测试的告警从机数量；

步骤3、通过通讯模块，建立起欲进行虚拟测试的告警从机与所述虚拟测试模块之间的通讯机制；

步骤4、通过数据输入模块，将欲进行虚拟测试的告警从机的3个以上不同时刻的遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息输入虚拟测试模块；

步骤5、通过数据存储模块，将数据输入模块所输入的信息归类为遥信量信息和遥测量信息，并分别存储到上位机的遥信量数据存储区和遥测量数据存储区；

步骤6、通过从机设备故障排查模块，排查告警从机设备的故障；

6-1.设置遥信量的正常动作逻辑值并保存至遥信量数据存储区，设置遥测量的下限阈值和上限阈值并保存至遥测量数据存储区；

6-2.从遥信量数据存储区中抽取告警从机3个以上不同时刻的遥信量数据，采用错时比较处理算法,判断遥信量的动作逻辑是否正常；

6-2-1.将告警从机的3个以上不同时刻的遥信量的动作逻辑值分别与步骤6-1中设置的遥信量的正常动作逻辑值进行比较，若二者的逻辑值相同则将3个以上不同时刻的遥信量变位信息定义为0并分别存储至遥信量数据存储区；若二者的逻辑值不同则将3个以上不同时刻的遥信量变位信息定义为1并分别存储至遥信量数据存储区；

6-2-2.若3个以上不同时刻遥信量变位信息均为0，则确定采集该遥信量的告警从机工作正常；否则即确定采集该遥信量的告警从机存在故障；

6-3.从遥测量数据区中抽取告警从机3个以上不同时刻的遥测量数据，采用错时比较处理算法,判断遥测量的值是否正常；

6-3-1.将告警从机的3个以上不同时刻的遥测量值分别与步骤6-1中设置的遥测量下限阈值和上限阈值比较，若3个以上不同时刻的遥测量值为正常值，则将其比较结果定义为0并分别存储至遥测量数据存储区；若3个以上不同时刻的遥测量值不是正常值，则将其比较结果定义为1并分别存储至遥测量数据存储区；

6-3-2.若3个以上不同时刻遥测量比较结果均为0，则确定采集该遥测量的告警从机工作正常；否则即确定采集该遥测量的告警从机存在故障；

步骤7、通过数据输出模块，将告警从机故障虚拟测试结果显示在上位机的屏幕上。

6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述步骤3中建立通讯机制时，根据欲进行虚拟测试的告警从机之间的距离间隔的远近，虚拟测试模块可一次与多台告警从机建立通讯进行虚拟测试，也可以逐台与告警从机建立通讯进行虚拟测试。

7.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述步骤4中数据输入模块输入欲进行虚拟测试的告警从机的3个不同时刻遥信量的动作逻辑及相应遥测量信息，3个不同时刻的时间间隔为0.5秒。