低压配电设备通用自动测试系统的设计与实现周俊

低压配电设备通用自动测试系统的设计与实现周俊

周俊

（南瑞集团有限公司211106）

摘要：随着社会经济和科学技术不断发展，我国电力事业发展迅速，无论是电力系统规模还是系统运行能力，均得到了长足的发展和提高，相应提高了对于配电网运行安全性和稳定性的实际要求。但由于多种因素限制，我国配电网相关设备状态信息检测仪器仍存在着使用不便、功能单一，以及电子化存储功能缺失等问题，在实际运行过程中，表现出越来越明显的不适应性和局限性，且越来越难满足现代智能电网的建设发展需求。笔者即从低压配电系统入手，就其设备自动测试系统的设计和实现，发表几点看法，以供相关人员参考。

关键词：低压配电系统；配电设备；自动测试系统；设计；实现

配电系统是现代电力系统的重要组成部分，承载着连接发电厂与电力用户、电力能源运输及电力能源分配等重要职责，维持配电系统运行稳定，加强对于配电系统相关设备运行状态信息的监测和控制，对于保持电力系统长期的稳定、安全运行，具有重要的现实意义。但就当前配电网相关设备状态信息检测仪器的设计发展现状来看，其普遍存在着功能单一、应用局限性大等问题，阻碍着配电网整体智能化、自动化水平的提升，制约着低压配电网的健康发展。本文即围绕低压配电设备，就其自动测试系统的设计和实现，进行了分析和探讨，具体内容如下：

一、系统总体设计方案概述

本系统中配电设备通用自动测试系统主要由三部分内容组成，分别是开关阵列系统、模拟量输入电路和上位机，系统具体结构和功能如图一所示。

该系统可以根据不同的测试对象，选择不同的传感器阵列，同时完成需要检测的物理量到电量间的转化；传感器输出的标准信号会由模拟量输入电路进行隔离保护；为避免重复的插头插拔操作，开关系统配置有灵活的开关状态设计模式；测试资源主要有中速模拟量采集和低俗模拟量采集两部分内容，而高速模拟量采集作为补充内容存在，以保障实际测试需求得到满足；自动测试元件可全面满足矩阵开关和测试资源配置、信息数据实时采集、数据显示、通道选择、数据处理等多种要求。

二、系统硬件设计概述

（一）测试资源的选择分析

就通用自动测试系统相关测试资源而言，在实际选择过程中，需综合考虑到开关设备、变压器、电缆以及架空线路四类配电设备的实际测试需求，并依据不同的被测信号的频率和种类，最终确定测试资源的实际型号。

图一通用自动测试系统整体设计示意图

（二）开关系统设计要点分析

开关系统在整个系统中处于枢纽地位，承担着连接模拟量输入电路和测试资源的重要职责，科学的开关系统设计是被测对象可以与测试资源任意连接，提高系统整体通用性的重要保障。通常来说，开关系统设计需严格遵照模块化可扩展原则开展进行，同时应在最大限度保障信号切换稳定的前提下，优先选择具有较好灵活性的拓扑结构。

目前，开关系统设计常用的拓扑结构主要有多路开关、通用开关、矩阵开关和树型开关四种。其中，矩阵开关的规模最大、成本最高，配置通道灵活性最优，出于模拟量输入电路与测试资源间频繁的切换操作需求考虑，选择矩阵开关进行开关系统设计，最具有科学性和合理性。

关于开关模块的选择，主要需要注意两点内容：第一，开关模块需要在撤掉电压后，对当前的工作状态进行锁定，以确保通道切换之后系统连接关系的稳定；第二，每个通道都必须设置相对独立的底线，以避免出现不同通道间的相互干扰问题。

三、系统软件设计概述

就自动测试系统而言，软件部分主要负责矩阵开关控制、测试资源参数配置、系统灵活连接实现等工作。本文提出的软件设计在LabWindows/CVI软件平台基础上完成，共包含配置模块、采集模块以及数据管理模块三部分内容。

（一）配置模块设计要点分析

配置模块的主要功能是根据不同的测试设备类型、型号等差异，确定相应类型、测试端口和通道的传感器设备，同时完成配置方案的保存，以便下次使用。首先，设计人员需对配置方案保存的数据库类型进行确定，考虑到这一数据库保存的信息相对简单，选择操作简单、易于扩展的ACCESS数据库即可满足模块设计要求；其次，参数配置数据库则需要广泛包含信息类型、被测设备类型、测试资源通道、矩阵开关输出通道等信息，以全面满足用户的信息管理需求。

（二）采集模块设计要点分析

采集模块主要负责多通道数据采集、硬件通信、数据存储与显示等工作，是自动测试元件的核心构成部分。在实际设计阶段，设计人员应注意满足模块对于不同频率信号的实时采集需求，优先采用多线程技术，以确保模块功能的完整性和科学性。

结语

综上所述，随着我国电力事业不断发展，相关部门需进一步加强对低压配电网相关设备通用自动测试系统的重视，从既有测试设备的缺点和不足入手，综合低压配电网的实际运行需求，科学进行自动测试系统的设计，从而全面提高配电网运行信息采集监控的科学性和主动性，促进我国电力事业进一步的良性发展。

参考文献

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