胡紅兵，李麗君，韓民疇

(國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 210061)

繼電保護(hù)設(shè)備是電力系統(tǒng)最重要的組成部分之一，隨著微機(jī)型繼電保護(hù)設(shè)備在電網(wǎng)中的普遍應(yīng)用，對(duì)此類設(shè)備的系統(tǒng)測(cè)試、出廠測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)，且已成為其運(yùn)行和維護(hù)中比較頻繁的一項(xiàng)重要任務(wù)[1]。雖然目前各種測(cè)試儀及相關(guān)的配套軟件己達(dá)到實(shí)用化的水平，但在測(cè)試過(guò)程中仍然需要人工頻繁地設(shè)定各項(xiàng)具體試驗(yàn)參數(shù)，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到自動(dòng)化的水平。鑒于這些問(wèn)題，并充分考慮到現(xiàn)有的軟件技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)條件、測(cè)試儀技術(shù)、通信協(xié)議等諸方面因素，本文主要對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)行探索，并對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行分析。

1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的原理與架構(gòu)

1.1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)原理

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)一般采用上位機(jī)對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行控制，通過(guò)測(cè)試儀與保護(hù)裝置的互動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬測(cè)試，如圖1所示。這種方法存在無(wú)法全自動(dòng)進(jìn)行，需要大量手動(dòng)完成的工作，測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果及故障報(bào)告等無(wú)法傳送到PC機(jī)保存等諸多弊端。

圖1 傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行拓?fù)鋱D

為了解決這些問(wèn)題，新的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)解決方案的運(yùn)行拓?fù)淙鐖D2所示。

圖2中增加了PC機(jī)與保護(hù)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制保護(hù)設(shè)備進(jìn)行信號(hào)復(fù)歸、定值整定等操作，同時(shí)實(shí)時(shí)從保護(hù)設(shè)備獲取到故障報(bào)告、擾動(dòng)數(shù)據(jù)、定值傳輸數(shù)據(jù)的報(bào)文，在PC機(jī)中自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。新的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)將PC機(jī)和保護(hù)通信的相關(guān)功能集成到測(cè)試平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，閉環(huán)測(cè)試。進(jìn)而得出更全面更動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，測(cè)試平臺(tái)可以根據(jù)測(cè)試員要求自動(dòng)生成完整的測(cè)試報(bào)告，對(duì)每項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容給出合格或不合格的結(jié)論。

圖2 新型測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行拓?fù)鋱D

1.2 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)及功能設(shè)計(jì)

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),按照各自的功能不同，可將其分成不同的組件模塊，同時(shí)從邏輯上依據(jù)數(shù)據(jù)的傳遞進(jìn)行不同層面的切分，定義了基本框架和功能模塊，如圖3所示。

圖3 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)與功能模塊劃分

其中核心的部分為邏輯層，邏輯層中的每個(gè)模塊都是按面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想對(duì)其功能進(jìn)行封裝，通過(guò)界面層的操作來(lái)調(diào)用，其結(jié)果返回給界面或是存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.3 研究?jī)r(jià)值與實(shí)際意義分析

采用這種自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的研究?jī)r(jià)值及實(shí)際意義主要有以下幾點(diǎn):

（1）提高工作效率。先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)和測(cè)試手段的應(yīng)用，不斷的使測(cè)試工作變得方便快捷，從而大大地提高了測(cè)試工作的效率。

（2）避免在實(shí)際應(yīng)用中的損失。新技術(shù)的應(yīng)用，使得測(cè)試裝置具有很強(qiáng)的綜合分析能力和判斷能力，幾乎就是一個(gè)智能專家系統(tǒng)，因此極大地提高了測(cè)試工作可靠性。

（3）自動(dòng)測(cè)試技術(shù)讓測(cè)試數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、運(yùn)算、管理等實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、程控化、可共享化。

（4）自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)是由各個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又緊密聯(lián)系的模塊組成的，各模塊被自動(dòng)測(cè)試過(guò)程所用的功能僅是其中一部分，還有許多其他的附加功能可供平常測(cè)試和其他工作中使用。如規(guī)約分析、通信監(jiān)視、自動(dòng)填表、仿真模擬等[2]。

2 自動(dòng)測(cè)試方案分析

本文設(shè)計(jì)的這套測(cè)試方案是基于廣州昂立保護(hù)試驗(yàn)儀器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。它結(jié)合了繼電保護(hù)數(shù)據(jù)接口技術(shù)、繼電保護(hù)測(cè)試儀接口技術(shù)；基于XML技術(shù)和Word/WPS程序控制接口，設(shè)計(jì)出描述自動(dòng)測(cè)試過(guò)程和測(cè)試方法的文件格式；開(kāi)發(fā)編輯平臺(tái)編輯自動(dòng)測(cè)試方案文件和標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告格式文件（Word/WPS）；開(kāi)發(fā)自動(dòng)測(cè)試執(zhí)行平臺(tái)；根據(jù)自動(dòng)測(cè)試方案和標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告格式文件執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，形成標(biāo)準(zhǔn)格式的測(cè)試報(bào)告。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)檢驗(yàn)智能作業(yè)及管理系統(tǒng)由繼電保護(hù)測(cè)試儀接口、繼電保護(hù)測(cè)試功能數(shù)據(jù)接口、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)試方案編輯平臺(tái)、規(guī)約通信引擎程序、規(guī)約模版編輯平臺(tái)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口等部分組成，系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖4中：（1）硬件層，包括繼電保護(hù)測(cè)試儀和保護(hù)裝置；（2）測(cè)試儀控制接口程序?qū)?；?）自動(dòng)測(cè)試/閉環(huán)自動(dòng)測(cè)試層，包括自動(dòng)測(cè)試主程序和通訊規(guī)約引擎過(guò)程序；（4）二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)層，包括保護(hù)測(cè)試方案編輯平臺(tái)程序和保護(hù)通訊規(guī)約模板編輯平臺(tái)程序；（5）生產(chǎn)管理系統(tǒng)接口層，根據(jù)不同客戶的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)不同的接口程序，實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的交互；（6）保護(hù)測(cè)試功能標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。

2.2 優(yōu)勢(shì)和特色

本套方案對(duì)于工作中的繼電保護(hù)測(cè)試任務(wù)來(lái)說(shuō)，相比傳統(tǒng)的方式有著顯著的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化。繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用平臺(tái)化的設(shè)計(jì)思想，利用面向?qū)ο蟮某橄蠓治龇椒ǎ瑸槔^電保護(hù)測(cè)試引入了全新的測(cè)試?yán)砟詈蛙浖夹g(shù)。系統(tǒng)由測(cè)試儀硬件接口層、自動(dòng)測(cè)試層、二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)程序?qū)?個(gè)層次，每個(gè)層次都有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口和程序控制接口。系統(tǒng)建立了多個(gè)與測(cè)試相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，包括程序接口標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)據(jù)接口方面，系統(tǒng)采用XML技術(shù)格式，便于各種系統(tǒng)訪問(wèn)。

圖4 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

（2）規(guī)約引擎技術(shù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的交互規(guī)則。各保護(hù)生產(chǎn)廠家設(shè)備的規(guī)約都不相同，如果要實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)測(cè)試，必須解決通信規(guī)約的問(wèn)題，因此提出了規(guī)約引擎技術(shù)。規(guī)約引擎技術(shù)分析規(guī)約實(shí)現(xiàn)的共性，根據(jù)這些共性抽象出相應(yīng)的軟件接口，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)約報(bào)文解析和制造、規(guī)約過(guò)程的控制、規(guī)約通信方式的配置等。

（3）廣義自動(dòng)測(cè)試。將保護(hù)裝置改為測(cè)控裝置，只需要更換相關(guān)的接口部分，就能夠使用本系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試。此測(cè)試平臺(tái)通過(guò)規(guī)約引擎配置通訊規(guī)約的相關(guān)內(nèi)容可以和多種被測(cè)裝置通信。而開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試儀接口又可以和其他測(cè)試儀通信。故此平臺(tái)還可以測(cè)試保護(hù)以外的裝置，而且還可以在測(cè)試儀器這方面進(jìn)行擴(kuò)展，如將開(kāi)入開(kāi)出測(cè)試裝置或模擬斷路器裝置也加入閉環(huán)中[3]。

2.3 基于現(xiàn)有方案的操作流程

基于這套昂立測(cè)試系統(tǒng)的原理，實(shí)際使用中測(cè)試方案的制作及自動(dòng)測(cè)試的相關(guān)流程如圖5、圖6所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)測(cè)試新技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以更加真實(shí)地模擬各種復(fù)雜的故障，更能準(zhǔn)確地檢驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行情況以及動(dòng)作特性，而且可以使測(cè)試過(guò)程更加的智能化，從而減少勞動(dòng)強(qiáng)度和人為因素的干擾，緩解對(duì)高水平繼電保護(hù)人員的需求，提高系統(tǒng)的可靠性和測(cè)試人員的工作效率。本文提到的這種測(cè)試模式能更好地達(dá)到上述要求，具有極其重要的意義，值得進(jìn)一步推廣。

圖5 測(cè)試方案制作流程

圖6 自動(dòng)測(cè)試流程圖

[1]陳德樹(shù).計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)原理與技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1999.

[2]劉軍華.現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2000.

[3]陳 皓.新一代微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀及基本性能[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備，2002，22(5)：61-63.