继电保护装置自动化测试系统

继电保护装置自动化测试系统

林浩

(国电南瑞科技股份有限公司深圳市518054)

摘要：继电保护系统是电力系统的重要组成部分，对保护电力系统安全稳定运行起着非常重要的作用。随着计算机技术和通信技术在电力工业的广泛应用，以及发、输电在运行和管理中对信息化、数字化、智能化的迫切需求，新型继电保护装置尤其是智能化继电保护装置集保护、测控及数据通信等干一体，变得更加复杂。继电保护系统的极高可靠性要求继电保护装置需要大量的测试进行验证，加之有些测试无法手工操作，这些都给继电保护测试技术提出了新的要求和新的挑战。

关键词：继电保护；自动化；测试系统

1引言

继电保护是维护电力系统安全稳定运行的重要手段。当电力系统发生故障或异常时，继电保护可以实现在最短时间和最小区域内，自动从系统中切除故障设备，也可以向电力监控警报系统发出信息，提醒电力维护人员及时解决故障。随着科学技术的发展，微机型继电保护产品运算速度不段提升、产品功能愈加完善和复杂，传统的试验仪器和人工测试方法在继电保护测试的控制核心、试验逻辑、操作方法、测试效率和质量上都难以满足实际需要。因此，研究新型的继电保护测试系统，进行继电保护装置彻底的全方位、闭环、自动化测试，对于继电保护的质量保证和电网的安全稳定运行将起到重要作用。

2自动测试软件技术原理

自动测试软件系统采用平台化的设计思路，开发各种二次平台来编制测试过程和报告的格式，结合继电保护数据接口技术、继电保护测试仪接口技术，基于XML技术和Word程序控制接口，设计描述自动测试过程和测试方法的文件格式，开发编辑平台编辑自动测试方案文件和标准报告格式文件Word；开发自动测试执行平台根据自动测试方案和标准报告格式文件执行现场测试，形成标准格式的试验报告。

2.1保护测试系统结构

传统的继电保护测试系统一般采用的是上位机和下位机工作方式：上位机一般由一台PC机通过以太网与下层的测试仪进行通信。下层由测试仪内的DSP组件进行数字信号处理，同时检测保护的动作状态和响应时间，从而实现相应的继电保护测试功能。

新的保护测试系统解决方案的系统运行，增加了PC机与保护设备之间的数据通信。新的自动测试系统将PC机和保护通信的相关功能集成到测试平台中，实现了数据共享，闭环测试。进而基于更全面更动态的数据测试平台可以自动生成更科学和完整的测试报告。

3自动测试系统的设计与研发

3.1系统架构设计

根据变电站继电保护装置的功能，智能自动化测试系统的结果设计如图1所示。

图1继电保护自动测试系统结构

如上图所示，继电保护装置的自动测试系统由五个部分组成。主要包括继电保护自动测试的硬件装置；表示连接自动测试装置的程序接口转换设备；为测试层，借助系统主控程序和通信规约的引擎系统进行环形封闭测试；为数据分析层，通过封闭测试获取的数据只能选择合适继电保护装置的保护监测模板；为储存区域，在这个区域内，程序将保护装置所选择的模板数据进行储存，形成供继电保护装置自动测试的保护装置。

3.2总体设计

系统采用对象化设计思想，按照分布式的设计模式特点，将智能自动测试系统划分成测试方案设计系统、测试数据库和自动测试系统三个部分，而自动测试系统由测试主控制平台、继电保护测试仪、装置规约解析模块、开入开出通信模块、卫星时钟同步模块以及其他设备接口模块组成。

3.3自动测试系统软件功能模块

自动测试系统软件功能模块如图2所示。

图2自动测试系统软件功能模块

主机模块采用windows操作系统，提供友好的人机界面。其主要任务是：用户命令接口，自动测试系统配置，导入和管理测试用例，监控测试过程，测试结果分析和处理以及测试报告生成。在运行时，根据要求选择自动测试方案，运行测试脚本，通过继电保护测试仪，经由从机模块来实现微机继电保护测试仪的输出，完成保护功能测试。并收集测试结果，依据测试方案完成对测试结果的判断。同时监控测试过程的状态信息，并对整个测试的流程和通信进行统一管理。从机模块主要包括继电保护测试仪和从机通信协议接口模块。从机模块在运行时，通过系统目标配置，解释测试脚本，驱动继电保护测试仪输出实时仿真信号，收集被测保护装置的报文信息并转发给主机模块；同时被测保护装置的触点动作信息由继电保护测试仪记录，并通过从机模块，以遥信的形式转发给主机模块，供主机模块实时分析比较。

3.4自动化测试用例脚本设计

一个完整的自动化测试用例包含的信息，其中PLC控制脚本和测试用例脚本是测试实现自动化的关键和核心，是具有正则语法的数据和指令的集合。为确保较高自动化测试水平，测试脚本应该具有易学性、易维护或免维护性、高效性和健壮性的特点。PLC控制嵌人在TS中，其包括了PLC控制脚本和一个测试平台配置文件Platform。INI，此文件描述了待测装置的功能信息、端子信息以及测试信号编码器的编码信息。这些信息在脚本运行时作为配置参数自动导人。PLC控制脚本无需维护，测试人员只需根据测试装置信息配置此文件即可。测试用例脚本采用一种解释型的类BASIC脚本语言描述了自动化测试步骤。测试用例同样包括一个装置配置和定值文件Setting。INI，此文件描述了待测装置的配置信息和定值信息。

4结束语

本文对继电保护装置自动化测试要求进行了分析，并在此基础上开发一套基于生产测试领域的通用智能化的RPTS自动测试系统，该系统有效解决传统人工测试模式下测试工作繁琐、测试质量易受人工因素干扰等缺点，提高测试效率和测试可靠性。使用RPTS自动测试系统后，相同类型装置测试时间由原来人工测试方式两天缩短为两个小时，极大地提高了生产效率。该系统应用表明，自动测试系统等其他自动测试工具在测试领域的应用，扩大继电保护装置测试范围和满足一些特殊测试的需要，将测试人员从繁琐机械测试解脱出来，使测试人员有更多的时间投入到专业领域研究，产生良好经济效益和社会效益。

参考文献

[1]姚志清.继电保护测试发展方向的思考[J].继电器，2008，36（11）：76-78.

[3]张丽娟，宗国萍，等.继电保护装置智能测试系统的软件设计[J].微计算机信息,2009，25（10）：312-314.