CN107765114A - 基于数字化变压器保护装置的测试系统和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了基于数字化变压器保护装置的测试系统和测试方法，属于测试系统领域，测试系统包括测试设备、模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端，在模拟量输出测试终端上设有电流电压互感器、数字信号放大器、数字化变压器保护装置，数字化变压器保护装置经智能终端连接开关量采集终端。通过向测试系统输入一次模拟量电流电压，便可以对多个设备的通信功能进行测试。由于上述测试过程中仅需进行一次全站系统配置文件的输入，相对于现有技术中每对一个设备进行一次测试就需要进行一次初始数据或初始文件的输入的测试方式，能够减少了对测试系统的测试时间，从而提高了整体测试效率。

Description

基于数字化变压器保护装置的测试系统和测试方法

技术领域

本发明属于测试系统领域，特别涉及基于数字化变压器保护装置的测试系统和方法。

背景技术

目前，基于数字化变压器保护装置的测试方法大多数是通过上位机将虚拟数据向其他测试设备输入，其他测试设备将虚拟数据按照配置信息转化成数字化变压器保护装置所需要的采样值报文，并按照不同端口向数字化变压器保护装置发出采样值报文，再获取数字化变压器保护装置的GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event，面向通用对象的变电站事件)报文。

这种测试方法仅仅测试了数字化变压器保护装置的保护功能，没有对其他测试设备与数字化变压器保护装置之间的通信功能进行测试。因此，这种测试方法并不能对数字化变压器保护装置进行完整的测试，且测试效率低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了通过只需对基于数字化变压器保护装置的测试系统输入一次模拟量电流电压，实现了对测试系统整间隔的通信功能进行闭环测试，其中，整间隔包括电流电压互感器、数字化变压器保护装置、智能终端，从而提高了测试效率的测试方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了基于数字化变压器保护装置的测试系统，所述测试系统包括测试设备，所述测试设备上连接有模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端，在所述模拟量输出测试终端的输出接口设有电流电压互感器，在所述电流电压互感器的输出接口设有合并单元，所述合并单元与所述数字信号放大器的输入接口相连，所述数字信号放大器的输出接口连接有所述数字化变压器保护装置；

在所述数字化变压器保护装置与所述开关量采集终端之间，还设有智能终端。

可选的，所述电流电压互感器包括：

高压电流电压互感器、中压电流电压互感器以及低压电流电压互感器。

可选的，所述测试设备包括上位机和测试主机。

可选的，所述测试系统中使用光纤作为通信介质。

另一方面，本发明实施例还提供了基于数字化变压器保护装置的测试方法，所述测试方法包括：

从变电站获取全站系统配置文件，将所述全站系统配置文件导入测试设备，根据测试设备从数字化变压器保护装置内获取到保护定值确定模拟量电流电压，将所述模拟量电流电压传输至模拟量输出测试终端；

令数字信号放大器从所述模拟量输出测试终端获取所述模拟量电流电压，基于所述模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令所述模拟量输出测试终端根据模拟量电流电压对电流电压互感器进行测试；

令所述数字信号放大器向所述数字化变压器保护装置传输所述数字量电流电压，结合所述测试设备从所述数字化变压器保护装置处获取到的遥测报文，令所述测试设备对所述数字化变压器保护装置的采样功能进行测试；

令所述测试设备从所述数字化变压器保护装置处获取到保护动作信息报文，令所述数字化变压器保护装置将所述保护动作信息报文传输至智能终端，令所述智能终端执行开关跳闸动作操作，确定开关跳闸动作指令，将其传输至开关量采集终端，使得所述开关量采集终端确定开关量信号。

可选的，所述基于模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令所述模拟量输出测试终端根据所述数字量电流电压对电流电压互感器进行测试，包括：

从全站系统配置文件获取模拟量缩小倍数，令所述数字信号放大器将模拟量电流电压按照模拟量缩小倍数进行放大数字量电流电压，得到放大后的数字量电流电压；

令所述模拟量电流电压输出测试终端获取数字量电流电压，将所述模拟量电流电压与所述数字量电流电压进行对比，获得所述数字量电流电压与所述模拟量电流电压的商值；

如果所述商值与所述模拟缩小倍数是相等时，则说明所述电流电压互感器合格。

可选的，所述令测试设备对所述数字化变压器保护装置的采样功能进行测试，包括：

所述遥测报文包含数字化变压器保护装置的样本功率；

将所述数字量电流电压代入功率公式，获得数字化变压器保护装置的数字量功率；

将所述数字量功率与所述样本功率进行对比，获得所述数字量功率与所述样本功率的误差值；

如果所述误差值在预设误差值区间内，则说明所述数字化变压器保护装置合格。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过向测试系统输入一次模拟量电流电压，便可以对电流电压互感器、数字化变压器保护装置、智能终端的通信功能进行测试。由于对上述多个设备进行测试的过程中仅需进行一次全站系统配置文件的输入，相对于现有技术中，每对一个设备进行一次测试就需要进行一次初始数据或初始文件的输入，能够减少了对测试系统的测试时间，从而提高了整体测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于数字化变压器保护装置的测试系统的结构示意图；

图2是本发明提供的基于数字化变压器保护装置的测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本实施例提供了基于数字化变压器保护装置的测试系统，所述测试系统包括测试设备，所述测试设备上连接有模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端，在所述模拟量输出测试终端的输出接口设有电流电压互感器，在所述电流电压互感器的输出接口设有合并单元，所述合并单元与所述数字信号放大器的输入接口相连，所述数字信号放大器的输出接口连接有所述数字化变压器保护装置；

在所述数字化变压器保护装置与所述开关量采集终端之间，还设有智能终端。

在实施中，在测试系统中配置有全站系统配置(SubstationConfigurationDescription，SCD)文件，SCD文件包含测试系统内各组件的实例配置和通信参数、各组件之间的通信配置以及其功能、各组件之间的通信连接关系等。在测试系统进行检测之前，首先需要将SCD文件传输至测试设备中，以便后者经通信介质将SCD文件分别传输至模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置、开关量采集终端等设备处，使得诸多设备能够根据SCD文件中的具体内容在后续测试过程中起到不同作用。

如图1所示，基于数字化变压器保护装置的测试系统包括测试设备、模拟量输出测试终端、电流电压互感器、合并单元、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端。

首先，令测试设备从数字化变压器保护装置处获取到后者存储的保护定值，该保护定值包括流经数字化变压器保护装置的电流电压大小以及方向、功率大小、完成开关跳闸的时间等。测试设备根据获取到的保护定值确定模拟量电流电压，并将模拟量电流电压传输至模拟量输出测试终端。由模拟量输出测试终端将模拟量电流电压依次经电流电压互感器、合并单元传输至数字信号放大器，数字信号放大器将模拟量电流电压转化成数字量电流电压，再从自身之前接收到的SCD文件内提取模拟量缩小倍数，将数字量电流电压按照模拟量缩小倍数进行放大，进而将放大后的数字量电流电压分别传输至测试设备和数字化变压器保护装置。

一方面，令模拟量输出测试终端经测试设备获取数字信号放大器进行放大处理后的数字量电流电压，结合之前已得到的模拟量电流电压对电流电压互感器进行测试，根据测试结果确定电流电压互感器是否正常工作。

另一方面，数字化变压器保护装置根据接收到的数字量电流电压生成遥测报文，将遥测报文传输至测试设备，令测试设备结合数字量电流电压对数字化变压器保护装置的采样功能进行测试，根据测试结果确定数字化变压器保护装置是否正常工作。

最后，令测试设备获取数字化变压器保护装置内存储的保护动作信息报文，将保护动作信息报文传输至智能终端，令智能终端对设在变压器处的开关执行跳闸操作，在完成开关跳闸操作后生成已完成开关跳闸操作指令，接着将已完成开关跳闸操作指令传输至开关量采集终端，使得开关量采集终端根据开关跳闸动作指令确定开关量信号，进而将开关量信号经智能终端传输至数字化变压器保护装置。

数字化变压器保护装置根据开关量信号和保护动作信息报文对智能终端的跳闸功能进行第一次测试，此外，数字化变压器保护装置还可以经测试设备读取开关量采集终端的开关量信号，结合保护动作信息报文对智能终端的跳闸功能进行第二次测试，通过第一次测试和第二测试互相验证智能终端的跳闸功能，以便根据第一测试结果和第二测试结果对智能终端能否正常工作进行二次判定。

基于上文的过程描述，通过向测试系统输入一次模拟量电流电压，便可以对电流电压互感器、数字化变压器保护装置、智能终端的通信功能进行测试。由于对上述多个设备进行测试的过程中仅需进行一次全站系统配置文件的输入，相对于现有技术中，每对一个设备进行一次测试就需要进行一次初始数据或初始文件的输入，能够减少了对测试系统的测试时间，从而提高了整体测试效率。

根据上文中获取到的多个测试结果判定电流电压互感器、数字化变压器保护装置以及智能终端是否能正常工作后，可以确定数字化变压器保护装置能否对变压器进行保护。

值得注意的是，上文中提及到的智能终端为平板式电脑，用于对设在变压器处的开关执行开关跳闸操作。合并单元为电流电压互感器接口装置，用于对电流电压互感器传输过来的模拟量电流电压进行合并和同步处理，将处理后的模拟量电流电压按照特定格式传输至数字信号放大器。

可选的，所述电流电压互感器包括：

高压电流电压互感器、中压电流电压互感器以及低压电流电压互感器。

在实施中，一般而言，电流电压互感器是将大电流按照一定比例转换成二次标准电流，以及将高电压按照一定比例转换成二次标准电压的设备，由于线路上的高电压、电流是无法直接测量，即使有些线路上的高电压、电流可以直接测量，也会因高电压、电流的原因发生危险事故。因此，本实施例电流电压互感器主要用于对从模拟量输出测试终端输出的模拟量电流电压进行降流降压。

由于每个变电站的电压等级不同，变压器是按电压等级对变电站的电压进行变压，可能将变电站的电压分为高压、中压、低压。对应的，本实施例提出的电流电压互感器包括高压电流电压互感器、中压电流电压互感器、低压电流电压互感器。

可选的，所述测试设备包括上位机和测试主机。

在实施中，测试设备包括上位机和测试主机，在上位机中安装有图形化编程软件；测试主机为安装有PowerPC(Performance Optimization With Enhanced RISCPerformance Computing，有时简称PPC)和FPGA(Field Programmable Gate Array即现场可编程门阵列)双处理器架构体系的计算机。

其中，测试设备除了用于与模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端进行通信外，还用于从数字化变压器保护装置处获取保护定值、遥测报文以及保护动作信息报文。

测试设备根据获取到的保护定值确定模拟量电流电压，将模拟量电流电压输入模拟量输出测试终端，进而实现了只需向模拟量输出测试终端输入一次模拟量电流电压便能依次测试电流电压互感器、数字换变压器保护装置和智能终端是否正常工作，减少了整体系统的测试时间，提高了测试效率。

可选的，所述测试系统中使用光纤作为通信介质。

在实施中，测试系统中使用光纤作为通信介质，光在光纤传输与电在电线相比，前者传输容量大，传输质量好，速度快，损耗小等，其光波长典型值为850nm。

本发明提供了基于数字化变压器保护装置的测试系统，测试系统包括测试设备，测试设备上连接有模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端，在模拟量输出测试终端的输出接口设有电流电压互感器，在电流电压互感器的输出接口设有合并单元，合并单元与数字信号放大器的输入接口相连，数字信号放大器的输出接口连接有数字化变压器保护装置，数字化变压器保护装置经智能终端连接开关量采集终端。通过向测试系统输入一次模拟量电流电压，便可以对电流电压互感器、数字化变压器保护装置、智能终端的通信功能进行测试。由于对上述多个设备进行测试的过程中仅需进行一次全站系统配置文件的输入，相对于现有技术中，每对一个设备进行一次测试就需要进行一次初始数据或初始文件的输入，能够减少了对测试系统的测试时间，从而提高了整体测试效率。

实施例二

另一方面，本发明实施例还提供了基于数字化变压器保护装置的测试方法，如图2所示，所述测试方法包括：

步骤一、从变电站获取全站系统配置文件，将所述全站系统配置文件导入测试设备，根据测试设备从数字化变压器保护装置内获取到保护定值确定模拟量电流电压，将所述模拟量电流电压传输至模拟量输出测试终端；

步骤二、令数字信号放大器从所述模拟量输出测试终端获取所述模拟量电流电压，基于所述模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令所述模拟量输出测试终端根据模拟量电流电压对电流电压互感器进行测试；

步骤三、令所述数字信号放大器向所述数字化变压器保护装置传输所述数字量电流电压，结合所述测试设备从所述数字化变压器保护装置处获取到的遥测报文，令所述测试设备对所述数字化变压器保护装置的采样功能进行测试；

步骤四、令所述测试设备从所述数字化变压器保护装置处获取到保护动作信息报文，令所述数字化变压器保护装置将所述保护动作信息报文传输至智能终端，令所述智能终端执行开关跳闸动作操作，确定开关跳闸动作指令，将其传输至开关量采集终端，使得所述开关量采集终端确定开关量信号。

在实施中，通过向模拟量输出测试终端输入一次模拟量电流电压，便能分别对电流电压互感器、数字化变压器保护装置和智能终端进行测试，根据测试结果判定电流电压互感器、数字化变压器保护装置和智能终端的通信功能是否正常，从而根据通信功能正常判定它们是否合格。具体测试过程前一实施例已有详细说明，此处不再赘述。

可选的，所述基于模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令所述模拟量输出测试终端根据所述数字量电流电压对电流电压互感器进行测试，包括：

从全站系统配置文件获取模拟量缩小倍数，令所述数字信号放大器将模拟量电流电压按照模拟量缩小倍数进行放大数字量电流电压，得到放大后的数字量电流电压；

令所述模拟量电流电压输出测试终端获取数字量电流电压，将所述模拟量电流电压与所述数字量电流电压进行对比，获得所述数字量电流电压与所述模拟量电流电压的商值；

如果所述商值与所述模拟缩小倍数是相等时，则说明所述电流电压互感器合格。

在实施中，以模拟量电流电压为1A、2V为例，从全站系统配置文件获取模拟缩小倍数为100倍，令模拟量输出测试终端将模拟量电流电压传输到数字信号放大器，数字信号放大器将模拟量电流电压转化成数字量电流电压后，并以100倍对数字量电流电压进行放大，如果放大后的数字量电流电压为100A、200V，令模拟量输出测试端读取放大后的数字量电流电压，并将数字量电流电压和模拟量电流电压的比值与模拟缩小倍数进行对比，得到对比结果表明比值与模拟缩小倍数相等，则说明电流电压互感器合格。

反之，如果放大后的数字量电流电压为99A、198V，将数字量电流电压和模拟量电流电压的比值与模拟缩小倍数进行对比，得到对比结果表明比值与模拟缩小倍数不相等，则说明电流电压互感器不合格。

可选的，所述令测试设备对所述数字化变压器保护装置的采样功能进行测试，包括：

所述遥测报文包含数字化变压器保护装置的样本功率；

将所述数字量电流电压代入功率公式，获得数字化变压器保护装置的数字量功率；

将所述数字量功率与所述样本功率进行对比，获得所述数字量功率与所述样本功率的误差值；

如果所述误差值在预设误差值区间内，则说明所述数字化变压器保护装置合格。

在实施中，以数字量电流电压为1A、5V为例，将数字量电流电压传输至数字化变压器保护装置，数字化变压器保护装置根据数字量电流电压生成遥测报文，令测试设备从数字化变压器保护装置处读取遥测报文，遥测报文包括数字化变压器保护装置的样本功率为4.98W，再将数字量电流电压代入功率公式，得到数字量功率为5W，结合样本功率获得样本功率与数字量功率的差值为误差值，该误差值在预设误差值区间内，则说明数字化变压器保护装置合格。

反之，如果误差值不在预设误差值区间内，就说明数字化变压器保护装置不合格。

本发明提供了基于数字化变压器保护装置的测试方法，包括：从变电站获取全站系统配置文件，将全站系统配置文件导入测试设备，根据测试设备从数字化变压器保护装置内获取到保护定值确定模拟量电流电压，将模拟量电流电压传输至模拟量输出测试终端；令数字信号放大器从模拟量输出测试终端获取模拟量电流电压，基于模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令模拟量输出测试终端根据模拟量电流电压对电流电压互感器进行测试；令数字信号放大器向数字化变压器保护装置传输数字量电流电压，结合测试设备从数字化变压器保护装置处获取到的遥测报文，令测试设备对数字化变压器保护装置的采样功能进行测试；令测试设备从数字化变压器保护装置处获取到保护动作信息报文，令数字化变压器保护装置将保护动作信息报文传输至智能终端，令智能终端执行开关跳闸动作操作，确定开关跳闸动作指令，将其传输至开关量采集终端，使得开关量采集终端确定开关量信号。通过向测试系统输入一次模拟量电流电压，便可以对电流电压互感器、数字化变压器保护装置、智能终端的通信功能进行测试。由于对上述多个设备进行测试的过程中仅需进行一次全站系统配置文件的输入，相对于现有技术中，每对一个设备进行一次测试就需要进行一次初始数据或初始文件的输入，能够减少了对测试系统的测试时间，从而提高了整体测试效率。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于数字化变压器保护装置的测试系统，所述测试系统包括测试设备，其特征在于，所述测试设备上连接有模拟量输出测试终端、数字信号放大器、数字化变压器保护装置以及开关量采集终端，在所述模拟量输出测试终端的输出接口设有电流电压互感器，在所述电流电压互感器的输出接口设有合并单元，所述合并单元与所述数字信号放大器的输入接口相连，所述数字信号放大器的输出接口连接有所述数字化变压器保护装置；

在所述数字化变压器保护装置与所述开关量采集终端之间，还设有智能终端。

2.根据权利要求1所述的基于数字化变压器保护装置的测试系统，其特征在于，所述电流电压互感器包括：

高压电流电压互感器、中压电流电压互感器以及低压电流电压互感器。

3.根据权利要求1至2任一项所述的基于数字化变压器保护装置的测试系统，其特征在于，所述测试设备包括上位机和测试主机。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于数字化变压器保护装置的测试系统，其特征在于，所述测试系统中使用光纤作为通信介质。

5.基于数字化变压器保护装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

从变电站获取全站系统配置文件，将所述全站系统配置文件导入测试设备，根据测试设备从数字化变压器保护装置内获取到保护定值确定模拟量电流电压，将所述模拟量电流电压传输至模拟量输出测试终端；

令数字信号放大器从所述模拟量输出测试终端获取所述模拟量电流电压，基于所述模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令所述模拟量输出测试终端根据模拟量电流电压对电流电压互感器进行测试；

令所述数字信号放大器向所述数字化变压器保护装置传输所述数字量电流电压，结合所述测试设备从所述数字化变压器保护装置处获取到的遥测报文，令所述测试设备对所述数字化变压器保护装置的采样功能进行测试；

令所述测试设备从所述数字化变压器保护装置处获取到保护动作信息报文，令所述数字化变压器保护装置将所述保护动作信息报文传输至智能终端，令所述智能终端执行开关跳闸动作操作，确定开关跳闸动作指令，将其传输至开关量采集终端，使得所述开关量采集终端确定开关量信号。

6.根据权利要求5所述的基于数字化变压器保护装置的测试方法，其特征在于，所述基于模拟量电流电压生成放大后的数字量电流电压，令所述模拟量输出测试终端根据所述数字量电流电压对电流电压互感器进行测试，包括：

从全站系统配置文件获取模拟量缩小倍数，令所述数字信号放大器将模拟量电流电压按照模拟量缩小倍数进行放大数字量电流电压，得到放大后的数字量电流电压；

令所述模拟量电流电压输出测试终端获取数字量电流电压，将所述模拟量电流电压与所述数字量电流电压进行对比，获得所述数字量电流电压与所述模拟量电流电压的商值；

如果所述商值与所述模拟缩小倍数是相等时，则说明所述电流电压互感器合格。

7.根据权利要求5所述的基于数字化变压器保护装置的测试方法，其特征在于，所述令测试设备对所述数字化变压器保护装置的采样功能进行测试，包括：

所述遥测报文包含数字化变压器保护装置的样本功率；

将所述数字量电流电压代入功率公式，获得数字化变压器保护装置的数字量功率；

将所述数字量功率与所述样本功率进行对比，获得所述数字量功率与所述样本功率的误差值；

如果所述误差值在预设误差值区间内，则说明所述数字化变压器保护装置合格。