CN106646019A - 采用二次状态检测的继电自动化测试仪及闭环测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用二次状态检测的继电自动化测试仪及闭环测试方法，包括测试仪硬件部分和测试仪软件部分，所述测试仪硬件部分包括中央处理单元，中央处理单元同时连接数据处理单元、中断单元、同步单元、模拟量输出/输入单元、光信号输出/输入单元及用于故障信息诊断的变电站二次状态监测与诊断单元；所述测试仪软件部分用于调用测试仪硬件部分测得数据，分析得出告警信息、二次设备状态监测及诊断结果进行算法分析，得出测试报告或造成测试不成功的原因。本发明通过上述方案形成一个闭环测试过程，进行在线的故障诊断，提高了测试过程的严谨性，快速的发现问题所在并及时进行处理，然后快速得到测试结果，大大提高了测试效率。

Description

采用二次状态检测的继电自动化测试仪及闭环测试方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体地，涉及采用二次状态检测的继电自动化测试仪及闭环测试方法。

背景技术

继电保护测试仪是电力系统中重要的设备之一，其可靠动作对电力系统的安全稳定运行起着重要的作用。在继电保护测试仪的实际生产过程中需要对其进行严格的性能测试与质量监控。目前智能变电站继电保护测试仪初步实现了自动测试的功能，自动化程度也逐步提高，但在实际的智能变电站调试测试过程中如果某项测试内容不成功，测试人员往往很难及时快速发现问题，这导致虽然继电保护测试过程虽然基本实现了自动化，但实际测试过程中往往测试效率依然不高，甚至测试无法顺利完成。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供采用二次状态检测的继电自动化测试仪及闭环测试方法，形成一个闭环测试过程，进行在线的故障诊断，提高了测试过程的严谨性，并当测试出现异常时，测试人员可以快速的发现问题所在并及时进行处理，然后快速得到测试结果，大大提高了测试效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：采用二次状态检测的继电自动化测试仪，包括测试仪硬件部分和测试仪软件部分，所述测试仪硬件部分包括中央处理单元，中央处理单元同时连接数据处理单元、中断单元、同步单元、模拟量输出/输入单元、光信号输出/输入单元及用于故障信息诊断的变电站二次状态监测与诊断单元；所述测试仪软件部分用于调用测试仪硬件部分测得数据，分析得出告警信息、二次设备状态监测及诊断结果进行算法分析，得出测试报告或造成测试不成功的原因。

目前智能变电站继电保护测试仪初步实现了自动测试的功能，自动化程度也逐步提高，但在实际的智能变电站调试测试过程中如果某项测试内容不成功，测试人员往往很难及时快速发现问题，这导致虽然继电保护测试过程虽然基本实现了自动化，但实际测试过程中往往测试效率依然不高，甚至测试无法顺利完成。本方案所述继电自动化测试仪在进行测试的过程中，每一项测试完成后，无论测试是否顺利完成，都需要结合当前二次设备状态监测以及诊断情况，做出最终的判断分析。当需要测试的保护装置接入该继电保护测试仪后，在进行一致性测试的过程中，即便测试顺利完成生成检测报告，此时也还需要进一步的结合当前的变电站二次状态监测及诊断单元得到的二次设备状态监测报告进行进一步的判断，如果状态监测报告异常，即使本次测试顺利完成，结果亦被视为无效，需要结合当前二次设备状态异常结果进行调整重新测试。如果本次需要测试的保护装置中的某个项目测试不成功，检测报告则无法生成，则根据当前继电自动化测试仪软件模块给出的告警信息和二次设备状态监测以及诊断的结果进行相应的算法分析，得出可能的造成测试不成功的原因，快速的进行调试，调试正常后再进行重新测量，直到得到最后的测试结果，与现有的测试仪相比，这个可以做到很大程度上提高继电保护测试过程的准确性以及效率性。

本方案结合了智能变电站二次状态检测技术，引入了变电站二次状态监测及诊断单元，测试人员可以方便地获取二次回路状态信息，包括自检信息，智能变电站过程层的GOOSE 面向通用对象的变电站事件和设定值SV服务所对应的通讯信息，对时信息等等，这些报文信息可以被继电保护测试仪获取进行在线的故障诊断，测试人员可以快速的发现问题所在并及时进行处理，然后快速得到测试结果，大大提高了测试效率。

优选的，所述变电站二次状态监测与诊断单元包括二次设备通信报文监测模块，二次设备通信报文监测模块同时连接二次设备自检信息的在线监测模块、二次设备对时状态在线监测模块和基于在线监测信息的故障诊断模块，二次设备通信报文监测模块还连接中央处理单元。

优选的，所述测试仪软件部分包括底部的物理层、中间的应用层和顶部的界面交互层，物理层用于提供硬件接口及实现通信功能，利用通信功能向上接受应用层的调用，通过硬件接口向下与测试仪硬件部分的中央处理单元连接；应用层实现功能处理，向上接受界面交互层的调用，向下调用物理层程序；界面交互层，实现与用户交互，向下调用应用层程序。

优选的，所述物理层能够通过硬件接口连接的光信号输出/输入单元实现通信功能，通过硬件接口连接的中断单元实现中断处理，通过硬件接口连接的同步单元实现同步功能。

优选的，所述应用层实现功能包括通信配置、SCL解析、MMS应用、测试程序和测试报告生成。

优选的，所述界面交互层实现的功能包括状态显示、数据库查询和测试仪参数设置及应用程序管理。

采用二次状态检测的继电自动化闭环测试方法，包括如下步骤：

步骤A)打开继电自动化测试仪，将需要测试的保护装置接入继电自动化测试仪，继电自动化测试仪读取保护装置参数，自动配置IEC61850标准之后，完成一致性检查，根据保护装置对应的SCD文件开始测试并自动生成继电保护装置测试报告，同时继电自动化测试仪上的变电站二次状态监测及诊断单元完成当前故障特征信息的诊断；

步骤B) 根据上述步骤得到的继电保护装置测试报告和当前二次设备状态故障特征信息诊断两项结果并通过测试仪软件部分进行判断，如果两项结果均正常，则该项测试正常完成，生成检测报告；如果继电保护装置测试报告不正常，变电站二次状态监测及诊断单元结合当前状态监测结果进行算法分析，得出故障原因并在继电自动化测试仪的软件客户端显示提示；如果继电保护装置测试报告正常完成，但是当前二次设备状态故障特征信息诊断异常，结合当前状态监测结果进行算法分析，继电自动化测试仪的软件客户端给出“设备异常”提示；

步骤C)根据软件客户端给出的提示进行相应故障调试，直到调试合格后再将保护装置对应的SCD文件导入继电自动化测试仪的软件客户端重新进行测试，直到生成正确的检测报告。

本发明通过在智能变电站继电保护测试过程中引入二次设备状态监测及诊断环节，对于继电自动化测试仪得到的测试报告需要进行自我诊断和监测，只有监测合格后才会显示最终合格的测试报告，如果监测不合格还需要对异常部分进行调试，重新测量，直到得到最后正确的测试报告，该测量过程形成一个闭环测试过程，提高了测试过程的严谨性，并当测试出现异常时，结合二次状态监测信息以及相应的算法程序给出故障判断结果，进行快速的调试使其恢复正常后重新进行测试，减轻了测试人员现场测试时的工作量，提高了测试效率。

综上，本发明的有益效果是：

1、本方案结合了智能变电站二次状态检测技术，引入了变电站二次状态监测及诊断单元，测试人员可以方便地获取二次回路状态信息，包括自检信息，智能变电站过程层的通讯信息，对时信息等，这些报文信息可以被继电保护测试仪获取进行在线的故障诊断，测试人员可以快速的发现问题所在并及时进行处理，然后快速得到测试结果，大大提高了测试效率。

2、本发明的测量过程形成一个闭环测试过程，提高了测试过程的严谨性，并当测试出现异常时，结合二次状态监测信息以及相应的算法程序给出故障判断结果，进行快速的调试使其恢复正常后重新进行测试，减轻了测试人员现场测试时的工作量，提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本发明包括采用二次状态检测的继电自动化测试仪，包括测试仪硬件部分和测试仪软件部分，所述测试仪硬件部分包括中央处理单元，中央处理单元同时连接数据处理单元、中断单元、同步单元、模拟量输出/输入单元、光信号输出/输入单元及用于故障信息诊断的变电站二次状态监测与诊断单元；所述测试仪软件部分用于调用测试仪硬件部分测得数据，分析得出告警信息、二次设备状态监测及诊断结果进行算法分析，得出测试报告或造成测试不成功的原因。中央处理单元内设置中央处理器，中央处理器采用现有常用处理器均能够实现，例如intel 酷睿i7系列处理器；数据处理单元内设置数据处理器，专门用于数据处理，采用型号为YXF1-SDS5-3PJ；中断单元用于实现中央处理单元或数据处理单元中程序的中断处理，同步单元用于实现时钟的同步功能，模拟量输出/输入单元则用于输出或输入模拟信号，光信号输出/输入单元则用于光信号的输出与输入。

对于需要测试的保护装置经过模拟量输出/输入单元接入继电自动化测试仪，利用中央处理单元、变电站二次状态监测及诊断单元和数据处理单元的处理，分析得出告警信息、二次设备状态监测以及诊断的结果进行算法分析，得出测试报告或造成测试不成功的原因，并进行显示。其中的中断单元用于对需要进行中断处理的程序进行中断操作，同步单元则用于时钟对时，保证需要同步运行的程序之间同步。

变电站二次状态监测与诊断单元包括二次设备通信报文监测模块，二次设备通信报文监测模块同时连接二次设备自检信息的在线监测模块、二次设备对时状态在线监测模块和基于在线监测信息的故障诊断模块，二次设备通信报文监测模块还连接中央处理单元。二次设备自检信息的在线监测模块用于检测本装置的链路运行情况是否正常、各模块自身运行是否正常以及各模块之间的信号传递是否正常；二次设备对时状态在线监测模块则用于时钟对时；当二次设备自检信息的在线监测模块检测到链路、各模块自身运行或各模块之间的信号传递发生异常，故障诊断模块则会报文发送、告警或者是进行闭锁操作；通信报文监测模块则用于实时监测采集二次设备自检信息的在线监测模块、二次设备对时状态在线监测模块和基于在线监测信息的故障诊断模块采集信息并将该信息传递给中央处理单元。各个模块功能的实现也可采用软件实现。

测试仪软件部分包括底部的物理层、中间的应用层和顶部的界面交互层，物理层用于提供硬件接口及实现通信功能，利用通信功能向上接受应用层的调用，通过硬件接口向下与测试仪硬件部分的中央处理单元连接；应用层实现功能处理，向上接受界面交互层的调用，向下调用物理层程序；界面交互层，实现与用户交互，向下调用应用层程序。

物理层能够通过硬件接口连接的光信号输出/输入单元实现通信功能，通过硬件接口连接的中断单元实现中断处理，通过硬件接口连接的同步单元实现同步功能。

应用层实现功能包括通信配置、SCL解析、MMS应用、测试程序和测试报告生成。其中测试程序根据界面交互层的测试方案模拟相应故障，进而调用计算模型和测试数据库定值，生成测试数据并调用物理层通信程序发送标准格式的采样值报文；MMS应用根据界面交互层的测试方案，调用物理层以太网通信程序向被测装置发送修改定值、控制字和软压板投退等指令。而通信配置则主要是实现继电自动化测试仪内各参数的配置，SCL解析则是实现对需要测试的保护装置对应的SCD文件进行解析，然后生成测试报告。

界面交互层实现的功能包括状态显示、数据库查询和测试仪参数设置及应用程序管理。其中状态显示用于测试过程可视化，将测试结果反馈到软件客户端用户界面；应用程序管理包括测试方案生成、自动测试、常规的保护功能测试、报文分析、异常报文模拟等功能。

目前智能变电站继电保护测试仪初步实现了自动测试的功能，自动化程度也逐步提高，但在实际的智能变电站调试测试过程中如果某项测试内容不成功，测试人员往往很难及时快速发现问题，这导致虽然继电保护测试过程虽然基本实现了自动化，但实际测试过程中往往测试效率依然不高，甚至测试无法顺利完成。本方案所述继电自动化测试仪在进行测试的过程中，每一项测试完成后，无论测试是否顺利完成，都需要结合当前二次设备状态监测以及诊断情况，做出最终的判断分析。当需要测试的保护装置接入该继电保护测试仪后，在进行一致性测试的过程中，即便测试顺利完成生成检测报告，此时也还需要进一步的结合当前的变电站二次状态监测及诊断单元得到的二次设备状态监测报告进行进一步的判断，如果状态监测报告异常，即使本次测试顺利完成，结果亦被视为无效，需要结合当前二次设备状态异常结果进行调整重新测试。如果本次需要测试的保护装置中的某个项目测试不成功，检测报告则无法生成，则根据当前继电自动化测试仪软件模块给出的告警信息和二次设备状态监测以及诊断的结果进行相应的算法分析，得出可能的造成测试不成功的原因，快速的进行调试，调试正常后再进行重新测量，直到得到最后的测试结果，与现有的测试仪相比，这个可以做到很大程度上提高继电保护测试过程的准确性以及效率性。

本方案结合了智能变电站二次状态检测技术，引入了变电站二次状态监测及诊断单元，测试人员可以方便地获取二次回路状态信息，包括自检信息，智能变电站过程层的GOOSE 面向通用对象的变电站事件和设定值SV服务所对应的通讯信息，对时信息等等，这些报文信息可以被继电保护测试仪获取进行在线的故障诊断，测试人员可以快速的发现问题所在并及时进行处理，然后快速得到测试结果，大大提高了测试效率。

实施例2：

本发明包括采用二次状态检测的继电自动化闭环测试方法，包括如下步骤：

步骤A)打开继电自动化测试仪，继电自动化测试仪上的SCL配置文件打开，程序自动解析全部IED索引文件，根据SCD数据库描述程序会自动搜索与需要测试的保护装置对应的名称，配置站控层模板文件，模板配置完成后，将需要测试的保护装置接入继电自动化测试仪，继电自动化测试仪读取保护装置参数，自动配置IEC61850标准之后，完成一致性检查，根据保护装置对应的SCD数据库文件开始测试并自动生成继电保护装置测试报告，同时继电自动化测试仪上的变电站二次状态监测及诊断单元完成当前故障特征信息的诊断；

步骤B) 根据上述步骤得到继电保护装置测试报告和当前二次设备状态故障特征信息诊断两项结果并通过测试仪软件部分进行判断，如果两项结果均正常，则该项测试正常完成，生成检测报告；如果继电保护装置测试报告不正常，变电站二次状态监测及诊断单元结合当前状态监测结果进行算法分析，得出故障原因并在继电自动化测试仪的软件客户端显示提示；如果继电保护装置测试报告正常完成，但是当前二次设备状态故障特征信息诊断异常，结合当前状态监测结果进行算法分析，继电自动化测试仪的软件客户端给出“设备异常”提示；

步骤C)根据软件客户端给出的提示进行相应故障调试，直到调试合格后再将保护装置对应的SCD数据库文件导入继电自动化测试仪的软件客户端重新进行测试，直到生成正确的检测报告并显示在软件客户端。SCD数据库文件为系统生成文件，属于不可修改的文件；SCL配置文件为源程序配置文件。

本发明通过在智能变电站继电保护测试过程中引入二次设备状态监测及诊断环节，对于继电自动化测试仪得到的测试报告需要进行自我诊断和监测，只有监测合格后才会显示最终合格的测试报告，如果监测不合格还需要对异常部分进行调试，重新测量，直到得到最后正确的测试报告，该测量过程形成一个闭环测试过程，提高了测试过程的严谨性，并当测试出现异常时，结合二次状态监测信息以及相应的算法程序给出故障判断结果，进行快速的调试使其恢复正常后重新进行测试，减轻了测试人员现场测试时的工作量，提高了测试效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.采用二次状态检测的继电自动化测试仪，包括测试仪硬件部分和测试仪软件部分，其特征在于，所述测试仪硬件部分包括中央处理单元，中央处理单元同时连接数据处理单元、中断单元、同步单元、模拟量输出/输入单元、光信号输出/输入单元及用于故障信息诊断的变电站二次状态监测与诊断单元；所述测试仪软件部分用于调用测试仪硬件部分测得数据，分析得出告警信息、二次设备状态监测及诊断结果进行算法分析，得出测试报告或造成测试不成功的原因。

2.根据权利要求1所述的采用二次状态检测的继电自动化测试仪，其特征在于，所述变电站二次状态监测与诊断单元包括二次设备通信报文监测模块，二次设备通信报文监测模块同时连接二次设备自检信息的在线监测模块、二次设备对时状态在线监测模块和基于在线监测信息的故障诊断模块，二次设备通信报文监测模块还连接中央处理单元。

3.根据权利要求1所述的采用二次状态检测的继电自动化测试仪，其特征在于，所述测试仪软件部分包括底部的物理层、中间的应用层和顶部的界面交互层，物理层用于提供硬件接口及实现通信功能，利用通信功能向上接受应用层的调用，通过硬件接口向下与测试仪硬件部分的中央处理单元连接；应用层实现功能处理，向上接受界面交互层的调用，向下调用物理层程序；界面交互层，实现与用户交互，向下调用应用层程序。

4.根据权利要求3所述的采用二次状态检测的继电自动化测试仪，其特征在于，所述物理层能够通过硬件接口连接的光信号输出/输入单元实现通信功能，通过硬件接口连接的中断单元实现中断处理，通过硬件接口连接的同步单元实现同步功能。

5.根据权利要求3所述的采用二次状态检测的继电自动化测试仪，其特征在于，所述应用层实现功能包括通信配置、SCL解析、MMS应用、测试程序和测试报告生成。

6.根据权利要求3所述的采用二次状态检测的继电自动化测试仪，其特征在于，所述界面交互层实现的功能包括状态显示、数据库查询和测试仪参数设置及应用程序管理。

7.采用二次状态检测的继电自动化闭环测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A)打开继电自动化测试仪，将需要测试的保护装置接入继电自动化测试仪，继电自动化测试仪读取保护装置参数，自动配置IEC61850标准之后，完成一致性检查，根据保护装置对应的SCD文件开始测试并自动生成继电保护装置测试报告，同时继电自动化测试仪上的变电站二次状态监测及诊断单元完成当前故障特征信息的诊断；

步骤B) 根据上述步骤得到的继电保护装置测试报告和当前二次设备状态故障特征信息诊断两项结果并通过测试仪软件部分进行判断，如果两项结果均正常，则该项测试正常完成，生成检测报告；如果继电保护装置测试报告不正常，变电站二次状态监测及诊断单元结合当前状态监测结果进行算法分析，得出故障原因并在继电自动化测试仪的软件客户端显示提示；如果继电保护装置测试报告正常完成，但是当前二次设备状态故障特征信息诊断异常，结合当前状态监测结果进行算法分析，继电自动化测试仪的软件客户端给出“设备异常”提示；

步骤C)根据软件客户端给出的提示进行相应故障调试，直到调试合格后再将保护装置对应的SCD文件导入继电自动化测试仪的软件客户端重新进行测试，直到生成正确的检测报告。