国网湖南省电力有限公司 贺 星 王 智 李文娟 张随涵

随着国家电网“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”最新战略目标，利用互联网技术改造提升传统电网。运用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各个环节的万物互联、人机交互，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的能源互联网。能源互联网承载的是数据流与承载电力流的坚强智能电网共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。数据流的实现离不开现在的有线和无线物联网技术，如光纤、电力无线专网、NB-IoT、蓝牙、5G、HPLC等[1]。HPLC在感知连接通信上可以发挥更大的作用，可以实现高频次数据采集、远程监测、用能管理、用电分析、故障抢修等各种应用，HPLC现场故障诊断测试仪是能源互联网在感知层重要的通信设备。此外，HPLC与无线技术的融合为能源互联网提供了更多的接入可能。

1 HPLC系统的组成和工作原理

1.1 系统的组成

HPLC故障诊断系统的主要组成包括两部分：其中一部分为监控中心和电力载波终端，该系统采取逐级通信方式；另一部分为电力载波终端和检测点。整个系统的核心组成由INTERNRT机及宽带无线网GPRS通讯接口构成，INTERNRT机实现HPLC故障诊断系统信息的采集和处理，宽带无线网实现电力载波终端与检测点的载波通信[2]。HPLC故障诊断系统结构组成如图1所示。

图1 HPLC故障诊断系统结构组成图

1.2 系统的工作原理

电力载波终端是HPLC故障诊断系统其中一个重要组成部分，其主要作用就是对某一变压器的低压侧至检测点终端电力线路及支路上的故障信息的采集、检测及处理[3]。这个检测处理过程采用循环的模式即从a1至an检测点循环的采集载波信号和数据，再将采集到检测点信号数据传输至INTERNRT机，若INTERNRT机收到某条电力主干线或支路有故障信号存在，则电力载波终端再次对其故障信号做进一步的诊断，再经宽带无线网GPRS将故障信号发送至监控中心，技术人员接到监控中心的反馈信息后带上HPLC现场故障诊断测试仪再对具体的故障点进行故障处理[4]。

2 HPLC现场故障诊断测试仪概述

HPLC现场故障诊断测试仪其主要包括集中器本地通信路由模块：路由模块、单相电能表本地通信模块、三相电能表本地通信模块、集中器远程通信I型GPRS模块、集中器远程通信II型GPRS模块等组成[5]。HPLC现场故障诊断测试仪技术规范如表1所示。其主要功能及作用如下：

表1 HPLC现场故障诊断测试仪技术规范表

（1）通信模块故障检测

表计模块故障检测，表计模块包括单相模块和三相模块；路由模块故障检测；远程通信模块故障检测，远程通信模块包括I型GPRS模块和II型GPRS模块。

（2）设备故障检测

集中器设备故障检测，包括红外模块功能检测、RS485接口功能检测；电能表设备故障检测，包括12V接口及其他弱电接口和UART接口功能检测；电能表RS485接口故障检测。

（3）本地通信模块功耗测试

表计模块静态功耗和动态功耗测试，表计模块包括单相模块和三相模块；路由模块静态功耗和动态功耗测试。

3 设备故障检测

HPLC现场故障诊断测试仪主要针对通讯模块和本地设备故障进行检测。其中通讯模块故障检测可以实现表模块故障、路由模块故障、远程通信模块故障、协议检测；设备故障检测主要实现集中器故障（698和376）、电能表设备故障、表计RS485接口故障等。

3.1 通讯模块故障检测具体检测步骤如下

（1）测试仪开机。

（2）将标准路由模块和待测试表计模块插入指定位置。

（3）在主功能界面中选择模块测试进入模块测试主界面。

（4）在模块测试主界面选择：表计模块（单相表模块和三相表模块）、协议检测、路由模块或远程通信模块（支持I型GPRS模块和II型GPRS模块）等按钮进入表计模块测试界面，再选择启动测试按钮，开始测试。

（5）等待测试完成，根据测试结果及现场需求选择继续测试或取消测试。注意测试过程中不能中止测试。

3.2 本地设备故障检测

集中器设备故障检测可检测集中器（698和376）红外接口和RS485接口故障；表计设备故障检测可检测12V接口及其他弱电接口和UART接口功能检测。具体检测步骤如下：

（1）测试仪开机。

（2）将设备接线连接集中器和测试仪。

（3）在主功能界面中选择设备测试进入设备测试主界面。

（4）在设备测试主界面选择集中器（698和376）、表计设备按钮进入集中器或表计设备测试参数界面。配置待测试集中器或表计设备应用地址。

（5）按照步骤4配置完成后，选择确认按钮，进入集中器或表计设备测试界面，选择启动测试按钮，开始测试。

（6）等待测试完成，根据测试结果及现场需求选择继续测试或取消测试。注意测试过程中不能中止测试。

4 通信模块功耗测试

通信模块功耗测试主要对表计模块和路由模块。表计模块功耗测试可测试表计模块的动态功耗和静态功耗，需要标准路由模块配合测试。路由模块功耗测试可测试路由模块的动态功耗和静态功耗。测试操作步骤如下：

（1）测试仪开机。

（2）将标准路由模块和待测表计模块插入指定位置。

（3）在模块测试主界面选择表计模块、路由模块功耗按钮进入表计模块或路由模块功耗测试界面，选择启动测试按钮，开始测试。

等待测试完成，根据测试结果及现场需求选择继续测试或取消测试。注意测试过程中不能中止测试。

5 模块控制

频段切换用于控制路由模块切换频段进而控制整个载波通信系统完成频段切换[6]。操作步骤如下：

（1）测试仪开机。

（2）将待切换频段的路由模块插入指定位置。

（3）在主功能界面中选择模块控制按钮进入模块控制主界面。

（4）在模块控制界面中选择频段切换按钮进入集中器模块频段切换界面。

（5）频段读取：在集中器模块频段切换界面中。选择频段读取按钮，启动读取集中器模块频段，频段读取成功复选框将自动切换到集中器模块当前频段。

（6）频段切换：在复选框中选择待切换的频段后，点击频段切换按钮，启动频段切换。例如要切换到频段2，点击复选框中频段2（0.7-3M）选项后，点击频段切换按钮。

（7）等待频段设置成功并生效。注意当频段设置成功但未生效时，拔出集中器模块将导致频段切换失败。

综上，文中重点针对HPLC现场故障诊断测试仪对表模块故障、路由模块故障、远程通信模块故障、协议检测等通讯模块故障检测和集中器故障、电能表设备故障、表计RS485接口故障等设备故障检测以及模块控制的应用进行了阐述和分析。其主要是为了方便HPLC现场故障诊断测试仪在电力物联网进行高频次数据采集、远程监测、用能管理、用电分析、故障抢修等各种应用。