一种终端自停自动筛选的研究

叶丽娟 张青

摘要：本文主要研究了对终端自停进行自动筛选的一种方法。按传统运维模式，终端自停需现场检查并在系统标识，效率较低。有别于传统终端运维方式，本文提到的技术措施通过对电表和终端的电压、电流、对应开关的状态进行判断，形成判定依据并输出到计量自动化系统上进行标识，能够极大的提高工作效率。能够在终端运维工作中帮助计量运维人员快速、准确定位真正的故障点，实现精准运维的目的。

关键词：智能终端故障自停电压、电流

Abstract： This paper mainly studies a method of automatic screening for terminal self-stop. In traditional O&M mode， the automatic shutdown of the terminal requires on-site inspection and identification in the system， which is inefficient. Different from the traditional terminal O&M mode， the technical measures mentioned in this paper can greatly improve the work efficiency by judging the voltage and current of the meter and terminal and the state of the corresponding switch， forming the judgment basis and outputting it to the metering automation system for identification. It can help the metering operation and maintenance personnel quickly and accurately locate the real fault point in the terminal operation and maintenance work， so as to achieve the purpose of accurate operation and maintenance.

Key Words： Intelligent terminal; Fault; Self-stop;Voltage; Electric current

为了提升终端远程抄表的准确性，需要运维人员通过现场运维对离线的终端进行处理，确保终端上线率。终端离线大致可以将其分为以下四类：一次回路故障、计量回路故障、终端或电表故障、用户自停。对于用户自行停电导致负控终端没有驱动电源离线的情况，这种不属于终端或计量回路本身的故障，仅需要现场核实并在计量自动化系统中予以标识，并不需要现场运维。为了提高工作效率，本文提供了一种技术措施快速排查筛选出用户自停的终端[1]。

1运维工作现状

1.1 运维工作步骤

目前，计量班组针对终端、电表故障等现象处理步骤主要如下。

（1）网上召测数据进行分析、排查。

（2）网上统计离线终端数。

（3）分析判断出哪些失压失流、无负荷及离线。

（4）去到现场运维，逐一核查故障点。

（5）得出设备故障、电压电流回路不正确、无信号以及用户自停等结论。

1.2影响采集成功率的因素

目前，用电信息采集系统普遍采用RS485通信（部分地区使用的是小无线通信方式）和移动GPRS无线通信的二级通信方式，高压用电信息采集系统的通信方式，其中任意级通信方式出现问题均会影响用电信息采集成功率。通讯故障包括通信模块故障、RS485通信故障、移动信号差、移动SIM卡故障、现场终端数设置错误、主站系统中参数设置错误[2]。

2终端自停判定方法分析

2.1 外置传感器进行判定及详细方案

2.1.1 外置传感器的判定

用户自停：用户开关断开（手动断开）。

线路故障：用户开关断开（自动跳闸）。

终端故障：用户开关闭合，不断开。

由于线路故障考虑短路电流，断线失压等多种情况，故将线路故障归纳为用户自停。

判断依据：用户开关断开+终端三相失压=用户自停;用户开关未断开+终端离线=终端故障

如果终端和用戶开关隔得不远，位移传感器装设于用户开关动静触头，可采用485线将位移传感器的数字信号传送于终端，进而传回系统。

2.1.2 方案详细分析

（1）当终端失压后，如何将信号传输回计量系统（已解决：经询问厂家，终端在失压后会启用电池进行3min左右的保持，在这期间会将信息传回系统）。

（2）在终端失压时，如何将电信号和位移传感器信号同步传回系统（已解决：通过系统后台中代码编写可以实现）。

（3）位移传感器如何驱动，电能从何而来（已解决：可以从终端55、56端口引入12V直流电压）。

（4）传感器的485线接入到终端哪个位置，“0 1”如何传输到系统后台（接入到终端的rs485-3“上传”端口处）。

（5）自停用户基数小，如果每个用户都装设一个传感器，不经济。

（6）产权问题，对于专变，用户是否会同意在用户开关装设传感器。

针对以上问题，故衍生以下方案。

2.2 “主、备终端相结合”判定方法（仅针对交易户）

不需要硬件布置，只需后台软件编辑即可。广东地区率先实行了交易用户，即双表双终端。根据概率计算，两个终端同时黑屏（后台显示离线）可能性不大，故可区分终端离线故障和用户自停。

2.2.1判断依据

终端1三相失压+终端2三相失压=用户自停（与门）。

用户自停的充分不必要条件是电表三相失压。以下情况判断依据均可满足要求。

2.2.2高供高计

（1）出线侧开关不断开，但用户不用电。

（2）出线开关断开，即变压器空载运行，这种情况归纳为用户不用电，不属于用户自停。

（3）断开计量点前方开关，变压器停电，即用户自停。

上述（1）和（2）两种情况电表都会有少许电流，即变压器损耗会产生少许电流，但有电压，终端正常运行。第三种情况电表三相失压，即为用户自停。

2.2.3高供低计

（1）出线侧开关不断开，但用户不用电。

（2）出线开关断开，但电表有电压，这种情况归纳为用户不用电，不属于用户自停。

（3）断开计量点前方开关，即用户自停。

上述（1）和（2）两种情况电表电流为零，但有电压，终端正常运行。第三种情况电表三相失压，即为用户自停。

除开判断依据，双表双终端三相失流、失压这一种情况，其余如某相失流或失压，均为故障排查范畴。

2.3 “终端本身数据相结合”判定方法

2.3.1 用户自停

用户可以选择自愿办理停机服务。

2.3.2终端死机导致终端离线

终端死机导致终端离线，停止服务。

2.3.3天线信号、模块或sim卡等永久故障导致终端离线

终端本身可设置电压电流采集点上传至后台用作分析判断，当终端开始失流失压的一瞬间，终端马上上传一次电流电压数据，终端备用电池可继续显示3min左右（此时备用电池仍有电量）。终端内部可设置软件看门狗，软件看门狗的好处是不需要提供电源，仅在CPU中提取电压、电流的逻辑关系即可。软件看门狗通过“电压、电流比较”的方法来进行喂狗，不需要硬件设施，只需要调用终端CPU采集到的电压、电流量，在注册表中写入相关的电压、电流比较程序[3]。如果终端电压、电流不满足同时为零则进行喂狗，不动作;如果电压、电流同时为零则强制终端重启，软件看门狗的作用就是防止程序发生死循环或程序跑飞等现象。当检测到终端三相电压、电流作为软件看门狗的输入端，测量比较电压、电流为零构成与门，输出端到CPU电源复位重启，终端再一次上传数据。后台通过编程两次终端电压电流和电表数据均缺失才认定用户自停[4]。

2.3.4 判定依據

本身电压电流、电表数据、软件看门狗可作以下判据。

（1）如果重启成功并有电表数据即可判定为终端临时故障，不做其他处理。

（2）如果重启成功终端本身无三相电压+无电表数据=用户自停（与门）。

（3）如果重启成功终端本身有三相电压+无电表数据=电表故障或485线故障（与门）。

（4）如果重启不成功即为终端永久死机故障（因当终端上电时会给4.8V、600mah备用电池进行充电，所以备用电池无电的概率很低）、天线信号、模块或sim卡故障。

2.3.5 重启显示

第三方案能很好的区别出终端自停与其他各种故障，根据各种结果可在系统上逐一显示，显示如下。

（1）重启成功有电表和终端数据不作任何显示。

（2）重启成功终端有数据，电表无数据可标识“电表故障或485线故障”。

（3）重启成功终端无数据，电表无数据可标识“终端自停”。

（4）重启不成功则为终端故障。

漏洞：如果（终端离线或终端故障或电池无电）和用户自停二者同时发生，该判据不会认定终端自停，致使漏报。

3结论

传统运维终端自停故障，运维人员在计量系统上筛选出离线数，然后去现场运维发现是否为自停，如果确是自停，由我们给用户在系统上报自停。相对于传统运维方式，本文提出了一种能通过电压、电流等一些电气量形成判据来自动筛选出终端自停，提高了工作效率。本次探讨的仅是专变用户，可作以下结论[5]。

“主、备终端相结合”判定方法：终端1三相失压+终端2三相失压=用户自停（与门）（两个电表同时失压失流、故障或485线同时损坏或两个终端同时故障离线，可能性较小），但该判定方法仅适用双终端用户。

“终端本身数据相结合”判定方法：终端本身电压电流、电表数据及软件看门狗来作为判定依据具有一定的可行性，但由于现场环境复杂，软件看门狗不一定能使终端重启成功。

难点[6]。

目前，终端重启只能通过电源电压，与厂家沟通是能够用电池进行重启。

软件看门狗重启终端可靠性不能得到保证。

4结语

本文提到的识别终端自停方法，虽然理论上能区分出各种故障和终端自停并在系统上加以标识。但实际环境复杂，终端各种情况均会出现。希望通过后续运维能将第三判定方法用于实践，检验其可行性，让系统更加智能化。如果实际条件允许的情况下，也能引入硬件外置看门狗，软、硬件二者相配合，提高了重启的可靠性，使各个电气设备在电力物联网大环境下紧密结合，能真正为防风防提供可靠数据支撑。

参考文献

[1]刘常.电能计量装置故障诊断与状态评估建模研究[D].武汉：华中科技大学，2019.

[2]曾崇立.变电站电能计量监测与电量退补的工程研究[D].广州：广东工业大学，2019.

[3]张雪琦.宽带微功率通信模块应用层设计及实现[D].重庆：重庆邮电大学，2020.

[4]吕国华.电能计量装置在线监测系统研究[D].南昌：南昌大学，2020.

[5]叶友金.电力互联互通项目全过程管理研究[D].昆明：昆明理工大学，2020.

[6]仪孝光.面向智慧城市的多表合一信息采集系统设计及应用研究[D].济南：山东大学，2019.