CN111579982A - 一种继电保护自动测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于保护实验模板仓库机制的继电保护自动测试系统及方法，包括继电保护抽象模板开发编辑模块、装置能力描述文件导入模块、继电保护自动测试模块、继电保护测试仪和被测继电保护装置，继电保护抽象模板开发编辑模块连接到装置能力描述文件导入模块和继电保护自动测试模块，继电保护自动测试模块分别与继电保护测试仪和被测继电保护装置连接，继电保护测试仪与被测继电保护装置连接。本发明最大化建立了保护装置的抽象测试信息，根据测试需求快速智能生成完整的测试方案，可有效避免测试范围覆盖有限、测试缺项漏项等缺点，实现一键式闭环自动测试及24小时自动测试，并可操作重复测试，大大提高测试效率。

Description

一种继电保护自动测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种继电保护自动测试系统及其测试方法，属于继电保护自动测试系统技术领域。

背景技术

继电保护装置是电力系统最重要的二次设备之一，对电力系统的安全稳定运行起着重要作用。目前对继电保护装置的调试、检修、校验等大多仍采用传统的人工测试模式。

经过大量调研，发现传统的人工测试模式，不能保障测试准确性及工作效率，所以，需要通过技术手段来提升继电保护装置测试的智能化水平，提高现场电力二次作业的工作效率和准确性。

目前常见的继电保护测试技术方案如下图1，当进行厂站的继电保护测试时，测试人员会根据继电保护装置的保护类别进行接线，按照定值清单整定定值压板，根据测试参数进行计算并操作测试仪的故障量输出，最后人工判断测试结果是否满足实验要求。

现有的继电保护测试模式中，存在缺点：

1）测试存在偏差、测试范围覆盖有限、测试效率低下、测试数据分析整理耗时久等。

2）测试人员在做整站的继电保护装置测试时，面对的装置厂家型号繁多，不同厂家的同一种类型的继保装置虽然测试方法一样，但是规约、设备数据模型又不同，测试工作量很大，测试完成后还要对测试数据结果进行分析整理，很容易造成测试的随机性、盲目性及冗余或遗漏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对人工测试继电保护的效率低、耗时久、装置信号覆盖有限的问题，提供一种基于保护实验模板仓库机制的继电保护自动测试系统，能够智能生成继电保护装置测试方案，一键式闭环自动测试，自动导出测试报告，降低了人为因素对测试过程的干扰，提高了测试效率和保证了测试的可靠性。

本发明采取的技术方案为：一种继电保护自动测试系统及其测试方法，包括继电保护抽象模板开发编辑模块、装置能力描述文件导入模块、继电保护自动测试模块、继电保护测试仪和被测继电保护装置，继电保护抽象模板开发编辑模块连接到装置能力描述文件导入模块和继电保护自动测试模块，用于生产虚拟模板后与装置能力描述文件导入模块导入的装置能力描述文件融合获得实例化模板，继电保护自动测试模块分别与继电保护测试仪和被测继电保护装置连接，用于将导入的实例化模板进行自动测试，测试完成后自动导出测试报告文档，继电保护测试仪与被测继电保护装置连接。

继电保护抽象模板开发编辑模块实现的虚拟模板组成包括参数变量和新建实验，参数变量是手动建立的变量，包括定值参数、压板参数、其他参数，其他参数为遥信、摇调、保护事件、告警和复归的信息，定值参数与继电保护装置中的保护定值相对应，压板参数与继电保护装置中的软压板定值相对应，其他参数可以与继电保护装置中的报文信息相对应，新建实验包括准备工作、新建电气量、恢复工作，在准备工作中，选择部分参数变量，并设置一确定数值；在新建电气量中，选择软件自带的实验模块，并编辑实验模块中的实验参数数值，包括故障时间、输出电压电流大小、开入开出判断逻辑，在准备工作中，可以编辑结果判断脚本，使用lua语言编写。结果判断脚本通过读取测试仪的跳闸开入和跳闸时间，来判断继电保护是否跳闸、实验是否正常，在恢复工作中，虚拟测试模板可以自动恢复准备工作中设置的参数变量值为默认值。

虚拟测试模板的新建实验的实验参数设定为一确定的数值，或设定为参数变量的四则运算表达式。

实例化模板是通过继电保护抽象模板开发编辑模块导入继电保护装置的ICD文件（IED能力描述文件），形成继电保护装置测点列表，然后打开已编辑的虚拟模板，将虚拟模板的参数变量一一选择对应的继电保护装置测点，所有参数变量都选择后即完成虚拟模板转换为实例化模板。

继电保护抽象模板开发编辑模块导入继电保护装置的ICD文件后形成继电保护装置测点列表，主要包括保护定值测点、软压板测点、动作信号测点。

自动导出测试报告文档功能需要虚拟测试模板绑定word报告模板和书签映射xml文件。Word报告模板是使用者编辑好的测试文档，在需要填入测试结果数据地方插入特定名称的书签。书签映射xml文件的由Bmk节点构成，Bmk的属性包括Desc、Bookmark_Name、Inner_Name、bkType、Precision，其中，Desc代表节点数据描述，Bookmark_Name代表word中插入的书签名称，bkType代表书签类型，Inner_Name代表测试模板中产生的数据名称，Precision代表数据精度；书签映射xml文件通过Bookmark_Name和Inner_Name两个属性，将测试模板中的产生的实验数据与实验报告word模板的书签相关联，使继电保护自动测试模块导出自动填写实验数据的实验报告。

继电保护自动测试模块实现测试的方法：在继电保护自动测试模块中，新建项目工程，选择需要进行的保护测试实验（对应的实例化测试模板），在继电保护自动测试模块提示与测试仪、继电保护装置通信连接正常后，点击开始运行项目工程，继电保护自动测试模块便自动依次运行项目工程中保护测试实验：先读取保护装置的定值库、压板库，然后进行第一个保护测试实验，设置此测试实验时需要的保护定值、软压板状态，再进行测试模板中设置好的实验模块，得到测试仪开入状态、跳闸时间等结果，通过判别脚本判断本次实验是否正常，最后恢复参数变量值为默认值，当一个项目工程中的所有测试实验都运行完毕后，可导出报告，将部分参数变量值和实验结果填入Word模板文档中，生成本次项目工程的实验报告。

一种继电保护自动测试系统的测试方法，其特征在于：该方法为：继电保护抽象模板开发编辑模块用于建立并编辑抽象模板，通过导入装置能力描述文件的点表、模板、icd，根据测点信息将该抽象模板中的变量参数一一映射处理，将抽象模板生成实例化模板，继电保护自动测试模块载入的被测装置的实例化保护实验模板，开启自动测试，测试完成后自动导出测试报告文档。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

1）本发明采用继电保护抽象模板开发编辑模块实现抽象化保护实验模板及继电保护自动测试模块实现装置测试方案智能生成，最大化建立了保护装置的抽象测试信息，根据测试需求快速智能生成完整的测试方案，可有效避免测试范围覆盖有限、测试缺项漏项等缺点；

2）本发明中通过相互连接的继电保护自动测试模块、继电保护测试仪和被测继电保护装置，实现一键式闭环自动测试及24小时自动测试，测试人员仅需使用继电保护自动测试模块加载实例化测试模板，点击开始即可自动依此运行实验直至完成测试，并可操作重复测试，大大提高测试效率；

3）本发明中继电保护自动测试模块自动导出测试报告，根据用户需求定制报告格式，自动记录每次测试数据，测试完成后自动导出测试报告，有效解决了测试数据分析整理耗时久的缺点；

4）本发明降低了人为因素对测试过程的干扰，提高了测试效率，保证了测试的规范性和可靠性。

附图说明

图1为人工的继电保护测试技术方案图。

图2为本发明的继电保护自动测试系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图2示，一种基于保护实验模板仓库机制的继电保护自动测试系统，包括继电保护抽象模板开发编辑模块、装置能力描述文件导入模块、继电保护自动测试模块、继电保护测试仪和被测继电保护装置，继电保护抽象模板开发编辑模块连接到装置能力描述文件导入模块和继电保护自动测试模块，用于生产虚拟模板后与装置能力描述文件导入模块导入的装置能力描述文件融合获得实例化模板，继电保护自动测试模块分别与继电保护测试仪和被测继电保护装置连接，用于将导入的实例化模板进行自动测试，测试完成后自动导出测试报告文档，继电保护测试仪与被测继电保护装置连接。

继电保护抽象模板开发编辑模块实现的虚拟模板组成包括参数变量和新建实验，参数变量是手动建立的变量，包括定值参数、压板参数、其他参数，其他参数为遥信、摇调、保护事件、告警和复归的信息，定值参数与继电保护装置中的保护定值相对应，压板参数与继电保护装置中的软压板定值相对应，其他参数可以与继电保护装置中的报文信息相对应。新建实验包括准备工作、新建电气量、恢复工作。在准备工作中，可以选择部分参数变量，并设置一确定数值；在新建电气量中，可以选择软件自带的实验模块，并编辑实验模块中的实验参数数值，包括故障时间、输出电压电流大小、开入开出判断逻辑。在准备工作中，可以编辑结果判断脚本，使用lua语言编写。结果判断脚本通过读取测试仪的跳闸开入和跳闸时间，来判断继电保护是否跳闸、实验是否正常。在恢复工作中，虚拟测试模板可以自动恢复准备工作中设置的参数变量值为默认值。

虚拟测试模板的新建实验的实验参数可以设定为一确定的数值，也可以设定为参数变量的四则运算表达式。

实例化模板是通过继电保护抽象模板开发编辑模块导入继电保护装置的ICD文件（IED能力描述文件），形成继电保护装置测点列表，然后打开已编辑的虚拟模板，将虚拟模板的参数变量一一选择对应的继电保护装置测点，所有参数变量都选择后即完成虚拟模板转换为实例化模板。

继电保护抽象模板开发编辑模块导入继电保护装置的ICD文件后形成继电保护装置测点列表，主要包括保护定值测点、软压板测点、动作信号测点。

自动导出测试报告文档功能需要虚拟测试模板绑定word报告模板和书签映射xml文件。Word报告模板是使用者编辑好的测试文档，在需要填入测试结果数据地方插入特定名称的书签。书签映射xml文件的由Bmk节点构成，Bmk的属性包括Desc、Bookmark_Name、Inner_Name、bkType、Precision。其中，Desc代表节点数据描述，Bookmark_Name代表word中插入的书签名称，bkType代表书签类型，Inner_Name代表测试模板中产生的数据名称，Precision代表数据精度；书签映射xml文件通过Bookmark_Name和Inner_Name两个属性，将测试模板中的产生的实验数据与实验报告word模板的书签相关联，使继电保护自动测试模块导出自动填写实验数据的实验报告。

继电保护自动测试模块实现测试的方法：在继电保护自动测试模块中，新建项目工程，选择需要进行的保护测试实验（对应的实例化测试模板），在继电保护自动测试模块提示与测试仪、继电保护装置通信连接正常后，点击开始运行项目工程，继电保护自动测试模块便自动依次运行项目工程中保护测试实验：先读取保护装置的定值库、压板库，然后进行第一个保护测试实验，设置此测试实验时需要的保护定值、软压板状态，再进行测试模板中设置好的实验模块，得到测试仪开入状态、跳闸时间等结果，通过判别脚本判断本次实验是否正常，最后恢复参数变量值为默认值。当一个项目工程中的所有测试实验都运行完毕后，可导出报告，将部分参数变量值和实验结果填入Word模板文档中，生成本次项目工程的实验报告。

一种继电保护自动测试系统及其测试方法，该方法为：继电保护抽象模板开发编辑模块用于建立并编辑抽象模板，通过导入装置能力描述文件的点表、模板、icd，根据测点信息将该抽象模板中的变量参数一一映射处理，将抽象模板生成实例化模板，继电保护自动测试模块载入的被测装置的实例化保护实验模板，开启自动测试，测试完成后自动导出测试报告文档。

一种基于保护实验模板仓库机制的继电保护自动测试系统主要分为四层：测试模板开发平台层、测试仪控制层、装置通信层、数据处理层。

测试模板开发平台层的功能是：根据“厂家类型/保护类别/装置型号/保护子类型”的分层分类方式存储保护实验抽象模板，并逐步形成模板仓库。抽象模板存储了定值压板库、逻辑故障量、判别脚本等一系列的抽象参数，并未绑定有任何和实际装置模型有关的信息，是面向装置的最大化抽象模板。该原理类似于程序设计中面向对象的思想；

测试仪控制层的功能是：控制继电保护自动测试软件主程序与测试仪通讯接口之间通过COM/SOCKET等方式进行通信交互，来实现控制测试仪模拟量输出和获取测试结果；

装置通信层的功能是：继电保护自动测试软件主程序与被测继电保护装置之间通过IEC61850、IEC103（国电南自103、南瑞继保103、北京四方103）等电力协议建立通讯链路，实现对保护装置的定值读取、定值修改、定值区切换、软压板读取、软压板投退等管理，并且通过召唤装置动作报告、comtrade录波等分析保护动作信息；

数据处理层的功能是：继电保护自动测试软件主程序，通过载入被测装置的保护实验模板，自动整定装置定值及软压板、控制测试仪输出进行保护测试。测试完成后，整合测试仪结果数据、保护装置软报文信号、录波文件等数据，利用Lua预编译脚本进行结果判别，更新最终测试结果并共享，实现闭环自动测试，并自动生成完整的标准化测试报告。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种继电保护自动测试系统及其测试方法，其特征在于：包括继电保护抽象模板开发编辑模块、装置能力描述文件导入模块、继电保护自动测试模块、继电保护测试仪和被测继电保护装置，继电保护抽象模板开发编辑模块连接到装置能力描述文件导入模块和继电保护自动测试模块，用于生产虚拟模板后与装置能力描述文件导入模块导入的装置能力描述文件融合获得实例化模板，继电保护自动测试模块分别与继电保护测试仪和被测继电保护装置连接，用于将导入的实例化模板进行自动测试，测试完成后自动导出测试报告文档，继电保护测试仪与被测继电保护装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种继电保护自动测试系统，其特征在于：继电保护抽象模板开发编辑模块实现的虚拟模板包括参数变量和新建实验，参数变量是手动建立的变量，包括定值参数、压板参数、其他参数，其他参数为遥信、摇调、保护事件、告警和复归的信息，定值参数与继电保护装置中的保护定值相对应，压板参数与继电保护装置中的软压板定值相对应，其他参数与继电保护装置中的报文信息相对应，新建实验包括准备工作、新建电气量、恢复工作，在准备工作中，选择部分参数变量，并设置一确定数值；在新建电气量中，选择软件自带的实验模块，并编辑实验模块中的实验参数数值，包括故障时间、输出电压电流大小、开入开出判断逻辑，在准备工作中，编辑结果判断脚本，使用lua语言编写，结果判断脚本通过读取测试仪的跳闸开入和跳闸时间，来判断继电保护是否跳闸、实验是否正常，在恢复工作中，虚拟测试模板自动恢复准备工作中设置的参数变量值为默认值。

3.根据权利要求1所述的一种继电保护自动测试系统，其特征在于：实例化模板是通过继电保护抽象模板开发编辑模块导入继电保护装置的ICD文件，形成继电保护装置测点列表，然后打开已编辑的虚拟模板，将虚拟模板的参数变量一一选择对应的继电保护装置测点，所有参数变量都选择后即完成虚拟模板转换为实例化模板。

4.根据权利要求2所述的一种继电保护自动测试系统，其特征在于：虚拟测试模板的新建实验的实验参数设定为一确定的数值，或设定为参数变量的四则运算表达式。

5.根据权利要求1所述的一种继电保护自动测试系统，其特征在于：自动导出测试报告文档是将虚拟测试模板绑定word报告模板和书签映射xml文件，Word报告模板是使用者编辑好的测试文档，在需要填入测试结果数据地方插入特定名称的书签，书签映射xml文件的由Bmk节点构成，Bmk的属性包括Desc、Bookmark_Name、Inner_Name、bkType、Precision，其中，Desc代表节点数据描述，Bookmark_Name代表word中插入的书签名称，bkType代表书签类型，Inner_Name代表测试模板中产生的数据名称，Precision代表数据精度；书签映射xml文件通过Bookmark_Name和Inner_Name两个属性，将测试模板中的产生的实验数据与实验报告word模板的书签相关联，使继电保护自动测试模块导出自动填写实验数据的实验报告。

6.根据权利要求3所述的一种继电保护自动测试系统，其特征在于：继电保护抽象模板开发编辑模块导入继电保护装置的ICD文件后形成继电保护装置测点列表，主要包括保护定值测点、软压板测点、动作信号测点。

7.根据权利要求1所述的一种继电保护自动测试系统，其特征在于：继电保护自动测试模块实现测试的方法：在继电保护自动测试模块中，新建项目工程，选择需要进行的保护测试实验，保护测试实验对应的实例化测试模板，在继电保护自动测试模块提示与测试仪、继电保护装置通信连接正常后，点击开始运行项目工程，继电保护自动测试模块便自动依次运行项目工程中保护测试实验：先读取保护装置的定值库、压板库，然后进行第一个保护测试实验，设置此测试实验时需要的保护定值、软压板状态，再进行测试模板中设置好的实验模块，得到测试仪开入状态、跳闸时间的结果，通过判别脚本判断本次实验是否正常，最后恢复参数变量值为默认值，当一个项目工程中的所有测试实验都运行完毕后，导出报告，将部分参数变量值和实验结果填入Word模板文档中，生成本次项目工程的实验报告。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种继电保护自动测试系统的测试方法，其特征在于：该方法为：继电保护抽象模板开发编辑模块用于建立并编辑抽象模板，通过导入装置能力描述文件的点表、模板、icd，根据测点信息将该抽象模板中的变量参数一一映射处理，将抽象模板生成实例化模板，继电保护自动测试模块载入的被测装置的实例化模板，开启自动测试，测试完成后自动导出测试报告文档。

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