CN104101790B - 一种继电保护交流采样测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种继电保护交流采样测试系统，该系统包括：继电保护测试仪、继电保护装置及测试系统；继电保护测试仪连接测试系统，继电保护测试仪通过信号线连接继电保护装置，继电保护装置连接测试系统；其中，该测试系统包括：测试接口层模块，用于根据用户测试请求生成电压电流值；硬件接口，用于连接该继电保护测试仪，控制该继电保护测试仪根据该电压电流值生成电压电流模拟量数据，并向该继电保护装置输出该电压电流模拟量数据；测试层模块，用于获取该继电保护装置生成的采样值，并结合该电压电流模拟量数据进行测试。通过本发明，能够做到可靠、高效、自动的完成保护装置的测试，从而提高测试效率。

Description

一种继电保护交流采样测试系统

技术领域

本发明是关于继电保护装置的测试技术，具体地，是关于一种继电保护交流采样测试系统。

背景技术

电网的安全稳定运行是实现供电可靠性的前提和基础。作为电力系统第一道防线的继电保护，是保证电网和设备安全稳定运行必不可少的设备之一。在各发电厂、变电站及用户供电系统中为实现各种保护功能应用了大量的继电保护装置。而依据《继电保护和电网安全自动装置检验规程》规定，交流采样值是针对继电保护装置进行测试时必不可少的检验项目之一。目前交流采样值的现场调试工作，不仅全都依赖调试人员在现场手动逐一完成，而且必须依据检修目的、计划与规程要求，在一定时间内完成大量、细致的调试工作及检修项目。随着新投产设备的不断增加，检验工作量同步增加。同时，为了保证供电可靠性，对运行设备不得不缩短停电检修时间，造成实际工作量增加而有效工作时间相对缩水。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种继电保护交流采样自动测试系统，以解决以往对继电保护装置进行现场调试所存在的工作量大，耗时长的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种继电保护交流采样测试系统，所述的系统包括：继电保护测试仪、继电保护装置及测试系统；所述继电保护测试仪连接所述的测试系统，所述继电保护测试仪通过信号线连接所述的继电保护装置，所述的继电保护装置连接所述的测试系统；其中，所述的测试系统包括：测试接口层模块，用于根据用户测试请求生成电压电流值；硬 件接口，用于连接所述的继电保护测试仪，控制所述的继电保护测试仪根据所述电压电流值生成电压电流模拟量数据，并向所述的继电保护装置输出所述电压电流模拟量数据；测试层模块，用于获取所述继电保护装置生成的采样值，并结合所述电压电流值进行测试。

进一步地，上述硬件接口包括：电压电流发生数据接口及以太网卡接口。

进一步地，上述测试接口层模块包括：测试控制接口，用于从所述的继电保护测试仪获取所述测试结果信息。

进一步地，上述测试层模块包括：交流采样测试模块，用于结合所述采样值和所述电压电流模拟量数据进行测试。

进一步地，上述继电保护测试仪包括：电源模块、DSP板、直流模块、电流模块、电压模块、模拟录波模块，所述的DSP板包括多个I/O接口。

进一步地，上述继电保护装置包括：电源模块、通信及管理模块、CPU模块、开入模块、开出模块及人机接口。

本发明的有益效果在于：通过本发明，能够做到既可靠、高效、自动的完成保护装置的测试，又能自动计算误差得出结论，以满足为现场调试提高工效的实际需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统结构图；

图2为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统示意图；

图3为根据本发明实施例的自动测试功能执行测试的过程流程；

图4为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的继电保护测试仪2的结构图；

图5为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的继电保护装置3的结构图；

图6为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的交流采样输出界面示意图；

图7为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的交流采样值获取界面示意图；

图8为根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的交流采样误差计算界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种继电保护交流采样测试系统，图1是根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统1结构图，如图1所示，该系统包括：继电保护测试仪2、继电保护装置3及测试系统4；继电保护测试仪2连接测试系统4，继电保护测试仪2通过信号线5连接继电保护装置3，继电保护装置3连接测试系统4；其中，测试系统4包括：测试接口层模块42，用于根据用户测试请求生成电压电流值；硬件接口41，用于连接继电保护测试仪3，控制继电保护测试仪2根据上述电压电流值生成电压电流模拟量数据，并向继电保护装置3输出上述电压电流模拟量数据；测试层模块43，用于从继电保护装置3获取所述继电保护装置生成的采样值，并结合所述电压电流模拟量数据进行测试。

图2是根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统示意图，在实际应用中，本发明实施例所涉及的测试系统可以是如图2所示进行连接，测试系统4能够通过通讯接口与继电保护装置3通讯，该通讯接口可以是支持103 规约（485或以太网）、IEC61850通信规约（以太网）等通讯方式与继电保护装置进行实时通讯。能够与有RS485口（或以太网口）的保护装置以IEC60870-5-103规约或以太网口的IEC61850的MMS通信规约进行通信，从而读取继电保护装置3的交流采样值，并将该交流采样值与测试参数自动关联，用于实现对国内主流保护厂家的线路或元件保护的交流采样的自动校验。测试系统4完成交流采样值的自动输出，自动返回校验，自动计算实测误差，形成合格或超标的结论，并存储为文本Word格式的文件作为报告保存。

通过上述继电保护交流采样测试系统，能够使系统自动地，按照根据测试需要所设置的测试参数，进行继电保护交流采样测试，并计算测试结果及误差，生成测试报告，从而克服了以往对继电保护装置进行现场调试所存在的工作量大，耗时长的问题。

进一步地，上述硬件接口41负责与继电保护测试仪2硬件进行通讯，控制继电保护测试仪2进行电压、电流模拟量的输出。硬件接口41开放电压、电流发生数据接口和以太网卡接口。

进一步地，上述测试接口层模块42包括：测试控制接口421，用于从继电保护测试仪2获取测试结果信息。

实际应用中，测试接口层模块42在硬件接口层进行一次封装，派生出继电保护装置3的测试功能算法。此层根据继电保护测试功能的需要，计算出继电保护测试仪需要输出的电压电流值，通过硬件接口层41与继电保护测试仪2进行通讯。

以下对继电保护装置交流采样值的自动测试功能的流程进行详细介绍。

（一）自动测试功能定义

在本发明的测试系统中，测试功能执行模块是实现继电保护装置测试的基本单元，自动测试功能是一种数据接口定义，它开放数据接口供测试系统其他程序使用，自动测试功能也是一种测试过程的描述，它通过脚本描述了测试的执行过程，同时，它也包含了继电保护装置测试的基本单元的故障计 算方法。自动测试功能包含属性定义、项目定义参数、通用参数、结果参数、脚本临时变量、试验前处理、试验数据处理、试验后处理、结果转换。其中：

（1）自动测试功能属性定义

属性定义描述自动测试功能的基本信息，包含如下：测试功能名称、测试功能ID、测试功能版本、底层测试功能、测试结果来源、测试进度公式以供自动测试平台便于调用。

（2）自动测试功能项目定义

项目定义参数也可以叫做测试点参数，为测试功能的故障计算用参数数据的接口，也是测试模板编辑平台、报告模板编辑平台使用的数据接口。每一个参数需要定义参数名称、参数变量、数据类型、缺省值、单位五个基本属性。

（3）通用参数

区别于项目定义参数，通用参数为测试功能之外的参数，在一个测试点的集合对象中（例如接地距离保护一段定值校验），零序补偿系数为所有测试点公用的参数。

（4）脚本临时变量

测试功能试验前处理脚本、故障计算脚本、试验后处理脚本、结果转换脚本中使用的中间变量声明。用于处理复杂过程。

（二）自动测试的执行过程

自动测试功能通过交流采样模块完成相应的测试项目，交流采样模块执行测试的过程流程如图3所示：

步骤301：交流采样模块加载交流采样自动测试功能，进行自动测试功能的试验前处理脚本，进行测试的初始化工作，同时测试系统根据通讯接口连接保护装置，读取相关的试验参数并导入系统等待调用；

步骤302：测试执行组件执行采样值计算脚本，根据测试功能的项目定义参数和通用参数进行采样值输出计算，得到继电保护测试仪需要输出的电压 电流值；对底层测试功能模块的各数据进行赋值。

步骤303：底层测试功能执行模块控制继电保护测试测试仪，输出电压电流模拟量数据；

步骤304：继电保护测试仪执行一次采样值输出完成一次测试，自动测试功能执行模块获取继电保护测试仪的动作情况，执行试验后处理脚本，并通过通讯接口读取采样值数据信息，通过通讯解析程序解析出需要的保护采样值信息；

步骤305：测试完成，生成并输出测试报告。

其中，试验后处理脚本是在继电保护测试仪执行一次采样值输出完成一次测试后，判断测试是否测试真正完成，如果测试真正完成，返回结束测试标志，如果还需要继续测试，设置下一个测试点的参数，返回继续测试标志。

通过上述自动测试功能，能够实现对继电保护装置的参数调试工作的自动化，有效节省工作时间，缩减人工工作量。

上述测试控制接口421为测试接口层模块42开放出来供执行测试功能测试的接口，外部系统只要给出自动测试功能需要的标准参数数据接口，就能够控制继电保护测试仪完成测试，并通过接口获取自动测试功能的测试结果数据（测试得时间或测试得动作值）。

进一步地，上述的测试层模块43包括：交流采样测试模块431，用于结合所述采样值和所述电压电流模拟量数据进行测试。

上述交流采样测试模块431通过对继电保护装置3生成的交流采样值和继电保护测试仪2输出的电流电压模拟量数据进行误差比对，自动完成测试，并形成标准格式的测试报告。交流采样测试模块431具有一与继电保护装置的通讯接口，系统可以通过该继电保护装置通讯接口，实现与继电保护装置的通讯，完成采样值的读取进行综合结果判断。

图4是根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的继电保护测试仪2的结构图。如图4所示，继电保护测试仪2包括：电源模块21、DSP板 22、直流模块23、电流模块24、电压模块25、模拟录波模块26，其中，DSP板22包括多个I/O接口。

其中，继电保护测试仪2通过电流模块24、电压模块25及4×开出量模块、8×开入量模块与继电保护装置连接，完成于继电保护装置的通讯工作，实现电流、电压模拟量的输出。

DSP板22为继电保护测试仪2的核心板，提供各种I/O接口，信号处理平台以美国最新型的DSP器件为核心，集成了FPGA先进技术，具备强大的信号处理能力。继电保护测试仪采用最新一代DSP数字信号处理技术以及16位的数模转换和32位的数值计算精度。DSP具有高速的运算能力，采用先进的DSP技术，使继电保护测试仪每周波输出的数据点提高到600点，大大提高和改善了继电保护测试仪的暂态响应速度和幅频特性，而且使继电保护测试仪具有十分强大的实时闭环功能。利用DSP+FPGA构成的数字信号处理系统，使继电保护测试仪在小信号输出精度和输出波形方面有了极大的提高和改善。

图5是根据本发明实施例的继电保护交流采样测试系统的继电保护装置3的结构图。如图5所示，继电保护装置3包括：电源模块31、通信及管理模块32、CPU模块、开入模块34、开出模块35及人机接口36，其中，CPU模块包括CPU1及CPU2。

在具体的测试过程中，上述继电保护装置3通过交流变换器37来接收由继电保护测试仪发出的电压、电流输出模拟量。

以下给出一个具体的例子，描述一组真实的测试数据在本发明的继电保护交流采样测试系统中完成该测试的过程。

打开测试系统，在任务列表中将交流采样检验各测试任务点列出，继电保护测试仪按照测试任务列表的流程自动测试。

当测试交流回路采样检验（Un/In）点时，继电保护测试仪输出Va、Vb、Vc为57.735V的正序交流量，Ia、Ib、Ic为1A的正序交流量，交流采样输出 界面见图6所示。

在继电保护测试仪输出模拟量同时，通过继电保护测试仪与继电保护装置通讯读取继电保护装置的采样值，读取到的采样值显示界面图7所示，读取到的Va相交流采样值幅值大小为57.655842V，相角为0度；读取到的Vb相交流采样值幅值大小为57.661774V，相角为240.008163度；读取到的Vc相交流采样值幅值大小为57.659069V，相角为120.001034度。点击该页面的导出后，自动将采样值输出值和实测值、误差大小及评估自动计算出来，并显示在图8所示界面上。

按照任务列表的自动测试流程，测试完毕后，将测试结果自动填写到测试报告中，显示测试结果合格，生成的测试结论表格如表一所示：

表一

综上所述，通过本发明的继电保护交流采样测试系统，能够做到既可靠、高效、自动的完成继电保护装置的测试，又能自动计算误差得出结论，以满足为现场调试提高工效的实际需要。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤 可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种继电保护交流采样测试系统，其特征在于，所述的系统包括：继电保护测试仪、继电保护装置及测试系统；所述继电保护测试仪连接所述的测试系统，所述继电保护测试仪通过信号线连接所述的继电保护装置，所述的继电保护装置连接所述的测试系统；其中，

所述的测试系统包括：

测试接口层模块，用于根据用户测试请求生成电压电流值，所述测试接口层模块包括：测试控制接口，用于从所述的继电保护测试仪获取所述测试结果信息；

硬件接口，用于连接所述的继电保护测试仪，控制所述的继电保护测试仪根据所述电压电流值生成电压电流模拟量数据，并向所述的继电保护装置输出所述电压电流模拟量数据；

测试层模块，用于获取所述继电保护装置生成的采样值，并结合所述电压电流值进行测试。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的硬件接口包括：电压电流发生数据接口及以太网卡接口。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的测试层模块包括：

交流采样测试模块，用于结合所述采样值和所述电压电流模拟量数据进行测试。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的继电保护测试仪包括：电源模块、DSP板、直流模块、电流模块、电压模块、模拟录波模块，所述的DSP板包括多个I/O接口。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的继电保护装置包括：电源模块、通信及管理模块、CPU模块、开入模块、开出模块及人机接口。