近年來，新型繼電保護(hù)裝置特別是數(shù)字式保護(hù)和安全自動(dòng)化裝置已經(jīng)得到廣泛的推廣與應(yīng)用 [1]，在對(duì)這些設(shè)備檢驗(yàn)的過程中，對(duì)測(cè)試技術(shù)提出了更高的要求，同時(shí)繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)正在逐步由手動(dòng)測(cè)試發(fā)展到自動(dòng)化測(cè)試，在不遠(yuǎn)的將來繼電保護(hù)自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)必將朝著邏輯更嚴(yán)密、智能化程序更高的方向發(fā)展。本文以自動(dòng)化測(cè)試軟件在 NSR600RF–D60 保護(hù)裝置中的應(yīng)用為實(shí)例，用以驗(yàn)證自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)對(duì)提高繼電保護(hù)裝置的測(cè)試質(zhì)量和效率具有十分重要的作用。
1 繼電保護(hù)自動(dòng)化測(cè)試原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1 自動(dòng)測(cè)試軟件技術(shù)原理
自動(dòng)測(cè)試軟件系統(tǒng)采用平臺(tái)化的設(shè)計(jì)思路，開發(fā)各種二次平臺(tái)來編制測(cè)試過程和報(bào)告的格式，結(jié)合繼電保護(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 程序控制接口，設(shè)計(jì)描述自動(dòng)測(cè)試過程和測(cè)試方法的文件格式，開發(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 ；開發(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)格式的試驗(yàn)報(bào)告。
1.2 保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)一般采用的是如圖 1 所示的上位機(jī)和下位機(jī)工作方式：上位機(jī)一般由一臺(tái) PC 機(jī)通過以太網(wǎng)與下層的測(cè)試儀進(jìn)行通信。下層由測(cè)試儀內(nèi)的DSP 組件進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，同時(shí)檢測(cè)保護(hù)的動(dòng)作狀態(tài)和響應(yīng)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的繼電保護(hù)測(cè)試功能。
新的保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)解決方案的系統(tǒng)運(yùn)行拓?fù)淙鐖D 2 所示，它增加了 PC 機(jī)與保護(hù)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。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 [2]。進(jìn)而基于更**更動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)測(cè)試平臺(tái)可以自動(dòng)生成更科學(xué)和完整的測(cè)試報(bào)告。
2 自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
繼電保護(hù)檢驗(yàn)智能系統(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)等部分組成 [3]。測(cè)試儀通信控制接口層負(fù)責(zé)與測(cè)試儀硬件進(jìn)行通信，測(cè)試儀通過數(shù)據(jù)接口與 PC 通信，控制測(cè)試儀進(jìn)行電壓、電流的輸出和開關(guān)量的翻轉(zhuǎn)；從測(cè)試儀讀取開入量的動(dòng)作時(shí)間，同時(shí)測(cè)試接口為測(cè)試儀控制程序開放的 COM接口，可采用 COM 組件技術(shù) [4] 來實(shí)現(xiàn)測(cè)試儀控制軟件接口，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)測(cè)試儀控制接口標(biāo)準(zhǔn)化。閉環(huán)自動(dòng)測(cè)試層包括自動(dòng)測(cè)試主程序、通信規(guī)約引擎過程序及標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告。
自動(dòng)測(cè)試主程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試過程進(jìn)行管理。包括測(cè)試任務(wù)的導(dǎo)入、測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方式的選擇等。通信規(guī)約引擎程序?yàn)?exe 的 COM 程序，開放 COM
標(biāo)準(zhǔn)接口，供客戶端程序調(diào)用，同時(shí)規(guī)約引擎程序具有規(guī)約監(jiān)視、規(guī)約分析的功能。
系統(tǒng)直接使用標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告 Word 程序界面，測(cè)試過程中每完成一個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試，就按照標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告格式填寫一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試結(jié)果到報(bào)告中，這樣現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)完成后能夠自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)格式的試驗(yàn)報(bào)告。
二次開發(fā)平臺(tái)層包括保護(hù)測(cè)試方案編輯平臺(tái)程序、保護(hù)通信規(guī)約模板編輯平臺(tái)程序和報(bào)告模板編輯平臺(tái)程序，此層主要提供二次開發(fā)的接口，如腳本語(yǔ)言、組態(tài)工具等，使自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)更加靈活、更加易于擴(kuò)展。
保護(hù)測(cè)試方案編輯平臺(tái)程序主要功能為編輯保護(hù)裝置的測(cè)試方案，主要用來制定測(cè)試計(jì)劃，并用 XML 這種計(jì)算機(jī)專用的數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言來存儲(chǔ)測(cè)試計(jì)劃，編寫試驗(yàn)中的每一步測(cè)試過程。
規(guī)約模板編輯程序主要功能是實(shí)現(xiàn)通信方式的選擇和建立、通信規(guī)約的制作和導(dǎo)入、通信過程的監(jiān)視和調(diào)試等功能。
報(bào)告模板編輯平臺(tái)程序是實(shí)現(xiàn)將測(cè)試模板中的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告文檔位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)的可視化軟件。報(bào)告模板編輯程序直接打開Word程序，在Word程序中執(zhí)行相關(guān)的操作。
3 主流保護(hù)裝置的自動(dòng)測(cè)試應(yīng)用實(shí)例
以 NSR612RF–D60 線路保護(hù)裝置的典型復(fù)壓過電流保護(hù)為例，介紹自動(dòng)化測(cè)試過程中所用到的所有物理設(shè)備，自動(dòng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程圖及自動(dòng)化測(cè)試方法，從而更好地理解自動(dòng)化測(cè)試全過程。
物理設(shè)備目前主要包括測(cè)試儀、PC 機(jī)、交換機(jī)和保護(hù)裝置，現(xiàn)主要對(duì)測(cè)試儀和保護(hù)裝置做具體介紹。
自動(dòng)化測(cè)試所需測(cè)試儀要求精度高，波形要光滑連續(xù)，輸出穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作發(fā)熱少且不影響精度，交直流通道數(shù)、開入開出口數(shù)目多且能長(zhǎng)時(shí)間承受 220 V 直流電壓及繼電器閉合時(shí)能承受過載沖擊過流。
被測(cè)試保護(hù)裝置要求程序和硬件運(yùn)行穩(wěn)定，在后續(xù)的保護(hù)程序升級(jí)過程中要有程序的繼承性。
3.1 自動(dòng)化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)流程圖
以復(fù)壓過電流保護(hù)為例介紹自動(dòng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)流程，如圖 3 所示。
計(jì)算機(jī)專用的數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言來存儲(chǔ)測(cè)試計(jì)劃，編寫試驗(yàn)中的每一步測(cè)試過程。
規(guī)約模板編輯程序主要功能是實(shí)現(xiàn)通信方式的選擇和建立、通信規(guī)約的制作和導(dǎo)入、通信過程的監(jiān)視和調(diào)試等功能。
報(bào)告模板編輯平臺(tái)程序是實(shí)現(xiàn)將測(cè)試模板中的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告文檔位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)的可視化軟件。報(bào)告模板編輯程序直接打開Word程序，在Word程序中執(zhí)行相關(guān)的操作。
3 主流保護(hù)裝置的自動(dòng)測(cè)試應(yīng)用實(shí)例
以 NSR612RF–D60 線路保護(hù)裝置的典型復(fù)壓過電流保護(hù)為例，介紹自動(dòng)化測(cè)試過程中所用到的所有物理設(shè)備，自動(dòng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程圖及自動(dòng)化測(cè)試方法，從而更好地理解自動(dòng)化測(cè)試全過程。物理設(shè)備目前主要包括測(cè)試儀、PC 機(jī)、交換機(jī)和保護(hù)裝置，現(xiàn)主要對(duì)測(cè)試儀和保護(hù)裝置做具體介紹。
自動(dòng)化測(cè)試所需測(cè)試儀要求精度高，波形要光滑連續(xù)，輸出穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作發(fā)熱少且不影響精度，交直流通道數(shù)、開入開出口數(shù)目多且能長(zhǎng)時(shí)間承受 220 V 直流電壓及繼電器閉合時(shí)能承受過載沖擊過流。
被測(cè)試保護(hù)裝置要求程序和硬件運(yùn)行穩(wěn)定，在后續(xù)的保護(hù)程序升級(jí)過程中要有程序的繼承性。
3.1 自動(dòng)化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)流程圖
以復(fù)壓過電流保護(hù)為例介紹自動(dòng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)流程，如圖 3 所示。
3.2 自動(dòng)化測(cè)試方法
通過自動(dòng)化測(cè)試通信接口 PpEngine.exe 軟件建立保護(hù)裝置與電腦的通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的交互通信如召喚定值和描述建立點(diǎn)表等功能，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)約報(bào)文解析和制造、規(guī)約過程的控制、規(guī)約通信方式的配置等。
通過模版編輯軟件 GuideBookDev.exe 編輯測(cè)試方案模板，描述了保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程、各測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果的判別腳本詳細(xì)描述，測(cè)試模板采用XML 文件格式保存。
運(yùn)行 PAutoTest.exe 自動(dòng)化測(cè)試軟件對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試，自動(dòng)化測(cè)試軟件運(yùn)行的同時(shí)啟用測(cè)試儀應(yīng)用軟件 PowerTest.exe，自動(dòng)化測(cè)試主程序進(jìn)入復(fù)壓過電流保護(hù)投入壓板及定值寫入過程（如電流定值 5 A，時(shí)間定值 0 s），然后自動(dòng)化測(cè)試主程序與測(cè)試儀進(jìn)行通信輸出測(cè)試量（測(cè)試電氣量是依據(jù)測(cè)試模板中測(cè)試方法而輸出的），輸出停止后自動(dòng)測(cè)試主程序匯總測(cè)試過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。
依據(jù)事先設(shè)計(jì)好的判別方案來判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否滿足要求（如動(dòng)作值誤差在一定范圍內(nèi)且動(dòng)作報(bào)文是相應(yīng)的保護(hù)事件），*后將測(cè)試數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完成測(cè)試后直接進(jìn)行下一個(gè)測(cè)試任務(wù)的測(cè)試；保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置大部分的自動(dòng)化測(cè)試內(nèi)容，少部分測(cè)試內(nèi)容要靠中斷提示后人工操作實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)測(cè)試；自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)對(duì)提高測(cè)試任務(wù)的工作效率、降低測(cè)試工作的技術(shù)門檻、擴(kuò)展測(cè)試工作的測(cè)試方法、減少測(cè)試中人為的出錯(cuò)等都具有十
分重要意義。
4 結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)在電網(wǎng)迅速發(fā)展，保護(hù)裝置等電力設(shè)備的測(cè)試日趨重要，測(cè)試工作也日益繁重，測(cè)試要求也越來越高。從繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展歷程與當(dāng)今科技日新月異的發(fā)展水平不難看出，繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)正在逐步由手動(dòng)測(cè)試發(fā)展到自動(dòng)化測(cè)試，隨著自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的進(jìn)一步深入研究，隨著電網(wǎng)的智能測(cè)試與檢測(cè)的發(fā)展，自動(dòng)測(cè)試技術(shù)會(huì)越來越顯示出其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
