CN202533519U - 一种继电保护装置的全自动闭环测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种继电保护装置的全自动闭环测试系统，该系统包括：主控计算机以及数字继电保护测试装置，所述的主控计算机与数字继电保护测试装置相连接控制所述数字继电保护测试装置；其中，所述的主控计算机与被测的继电保护装置相连接，与被测的继电保护装置建立基于制造报文规范MMS通讯连接，数字继电保护测试装置具有光纤接口FiberA、FiberB、FiberC，分别与被测的继电保护装置的SMV接口及GOOSE接口相连接。
Description
技术领域
本实用新型关于智能设备的自动化测试系统，特别是关于继电保护设备的自动化测试系统，具体的讲是一种继电保护装置的全自动闭环测试系统。
背景技术
IEC61850标准由国际电工委员会颁布、应用于变电站通信网络和系统的国际标准，具有面向对象建模、抽象通信服务接口、面向实时的服务、配置语言、整个电力系统统一建模特点。它指导了智能变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域，其目标是最大限度地利用现有的标准和被广泛接受的通信原理在不同制造商的智能电子设备(IED)之间实现良好的互操作性，且适应通信及应用技术的快速发展。
目前，国内各大智能设备测试仪厂家对继电保护设备的测试技术进行了一些改进，提出了自动测试的概念，但是目前国内继电保护装置测试系统自动化程度低，测试效率低，主要体现在以下几个方面：
1)IEC61850的相关配置量大，比如SV、GOOSE(General oriented objectsubstation event，通用面向对象变电站事件)报文参数及数据集配置；
2)定值需要手动输入，没有利用IEC61850规约本身自描述的特点；
3)保护压板、控制字等功能投退需手动投退；
4)保护动作报文信息需边查阅边记录，未实现实时上传动作报文。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了继电保护装置的全自动闭环测试系统，所述的系统包括：主控计算机以及数字继电保护测试装置，所述的主控计算机与数字继电保护测试装置相连接，控制所述数字继电保护测试装置；其中，
所述的主控计算机与被测的继电保护装置的MMS接口相连接，与所述被测的继电保护装置建立基于制造报文规范MMS通讯连接，所述的数字继电保护测试装置具有光纤接口FiberA、FiberB、FiberC，其中所述的光纤接口FiberA与所述被测的继电保护装置的SMV(Sampled Value，采样值)接口相连接，所述的光纤接口FiberB与所述被测的继电保护装置的SMV接口相连接，所述的光纤接口FiberC与所述被测的继电保护装置的GOOSE接口相连接。
优选的，所述的继电保护装置的全自动闭环测试系统还包括网络连接设备，分别与所述的主控计算机、数字继电保护测试装置相连接。
优选的，所述的网络连接设备为集线器。
优选的，所述的主控计算机包括：存储器装置，预先存储测试模板形式的所述全自动闭环测试系统的智能保护校验项目。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例公开的继电保护装置的全自动闭环测试系统的实施方式一的结构框图；
图2为本实用新型实施例公开的继电保护装置的全自动闭环测试系统的实施方式二的结构框图；
图3为本实用新型继电保护装置的全自动闭环测试系统读取整定值界面图；
图4为本实用新型继电保护装置的全自动闭环测试系统读取遥测值界面图；
图5为本实用新型继电保护装置的全自动闭环测试系统读保护动作报文界面图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种继电保护装置的全自动闭环测试系统，包括：主控计算机以及数字继电保护测试装置，主控计算机与数字继电保护测试装置相连接控制数字继电保护测试装置；其中，所述的主控计算机与被测的继电保护装置的MMS接口相连接，与所述被测的继电保护装置建立基于制造报文规范MMS通讯连接，所述的数字继电保护测试装置具有光纤接口FiberA、FiberB、FiberC，其中所述的光纤接口FiberA与所述被测的继电保护装置的SMV(Sampled Value，采样值)接口相连接，所述的光纤接口FiberB与所述被测的继电保护装置的SMV接口相连接，所述的光纤接口FiberC与所述被测的继电保护装置的GOOSE接口相连接。本实用新型的主控计算机还包括存储器装置，用于预先存储测试模板形式的所述全自动闭环测试系统的智能保护校验项目。
如图1所示，为本实用新型实施例公开的继电保护装置的全自动闭环测试系统的实施方式一的结构框图。在本实施例中，全自动闭环测试系统包括主控计算机101以及数字继电保护测试装置103，所述的主控计算机101与数字继电保护测试装置103相连接控制所述数字继电保护测试装置103；其中，
所述的主控计算机101与被测的继电保护装置104的MMS接口相连接，与所述被测的继电保护装置104建立基于制造报文规范MMS通讯连接，所述的数字继电保护测试装置103具有光纤接口FiberA、FiberB、FiberC，其中所述的光纤接口FiberA与所述被测的继电保护装置的SMV(Sampled Value，采样值)接口相连接，所述的光纤接口FiberB与所述被测的继电保护装置的SMV接口相连接，所述的光纤接口FiberC与所述被测的继电保护装置的GOOSE接口相连接。
如图2所示，为本实用新型实施例公开的继电保护装置的全自动闭环测试系统的实施方式二的结构框图。在本实施例中，通过一计算机101作为本实用新型中的主控计算机，计算机101通过网络连接设备102与被测继电保护装置104和数字继电保护测试装置103相连接，数字继电保护测试装置103具有光纤接口FiberA、FiberB、FiberC，分别与被测继电保护装置104的SMV接口及GOOSE接口相连接，网络连接设备具体可为集线器。
本实用新型公开的继电保护装置的全自动闭环测试系统的测试平台采用模板技术，测试模板以PRIO为文件记录格式。PRIO表示测试平台软件的继电器接口(Relay Interface)。PRIO包含整定值、试验参数、接线和提示信息、特性曲线、报告设置和测试对象参数等几部分。在一个测试模板文件中允许描述多套保护或者一套保护的多个测试项目，实现整套保护的一揽子测试。用户可根据调试规程编写属于自己的测试模板，并将编写的测试模板存储在主控计算机的存储器中。
本实用新型继电保护装置的全自动闭环测试系统中的数字继电保护测试装置可以模拟智能MU进行SMV输出，可以模拟采集器进行FT3或串行输出，可以模拟弱信号输出，并接收被测对象的开关量硬接点输出或订阅GOOSE方式实现闭环测试。主控计算机用于控制数字继电保护测试装置的输出、用于和用户交互对测试参数、测试项目的选择、控制测试流程以及与被测对象进行MMS通讯。数字继电保护测试装置接收主控计算机的测试参数配置和测试指令，控制输出，并监视动作接点或GOOSE信息，实现闭环测试，将测试结果传递给主控计算机进行显示。
主控计算机与被测对象通过以太网接口连接，主控计算机与被测的继电保护装置建立MMS通讯连接。
IEC61850-7-2中服务器类的实例一一对应地映射为MMS的虚拟制造设备(VMD)对象。虚拟制造设备(VMD)是应用层任务的一部分，它将用于控制、监视功能的与一个或者多个设备相互关联的资源和功能可利用。每个VMD被分配给一个或多个通信地址，这些地址用于创建服务访问点(SAP)，并通过服务访问点实现MMS服务的交换。地址的格式由所使用的通信集所决定。可通过MMS服务操作MMS对象。通过被测装置提供的MMS服务，主控计算机读取、访问被测对象的整定值、测量值、投退压板、修改控制字，读取动作报告。
如图3所示，读取整定值界面图，从MMS层读取保护整定值：选择通讯规约：IEC 61850，输入正确的IP地址。图4所示，为读取遥测值界面，从MMS层读取保护遥测值：选择通讯规约：IEC 61850，输入正确的IP地址。图5所示，为读保护动作报文界面，从MMS层读取保护动作报文：选择通讯规约：IEC 61850，输入正确的IP地址。
在主控计算机存储器存储的模板文件中，测试参数与保护定值相关联，使用数学公式和逻辑运算式将保护定值转化为测试参数，自动计算出模拟输出的故障量及控制故障量输出时间等参数。
一旦建立了保护测试模板，试验之前只需打开模板文件，开始试验后，通过MMS通讯接口与被测的继电保护装置建立通讯链接，读取被测的继电保护装置当前运行定值，不需要人工对试验参数进行计算和繁琐的设置。根据模板文件，自动投退所需的压板或控制字，投退成功后，控制测试输出过程，实时获取跳、合闸动作接点或GOOSE信息及保护动作报文信息，获得测试结果，通过设置的评估判据对测试结果自动进行评估。评估的判据包含：跳闸、重合、后加速是否动作，动作误差是否满足要求，动作时间是否在允许范围内及动作逻辑是否正确。设置了评估判据、测试结束后，程序将自动给出“合格”或“不合格”的测试结论。测试结束后，报告自动生成，完成全自动闭环测试。
本实用新型的继电保护装置的全自动闭环测试系统测试接线完毕，试验开始后，整个全过程自动完成，不需要人工干预，主要得力于该测试平台基于模板、整定值与测试参数自动关联、测试结果自动评估测试机制，并内嵌基于MMS通讯接口的自动通讯，实现定值的自动读取、保护压板、控制字的自动投退。
本实用新型的继电保护装置的全自动闭环测试系统可作为一个客户端，以C/S方式通过MMS接口与智能装置通讯，读取装置的数据模型并得到其参数，配合测试项目，进行读写操作。具有如下特点：
定值的自动读取：
在被测的保护装置的数据模型中，整定值及其相关的动作信息建模在各相关的逻辑节点中。如LLN0定义公用定值，PTOC节点类定义带时限过流保护节点，包括保护动作门槛(StrVal)定值、保护动作时间(OpDlTmms)定值及保护起动(Str)、保护动作(Op)等状态信息点。目前各厂家逻辑节点下的定值都放在数据集中，数据集中定值的顺序和被测保护装置的定值单表的顺序和描述完全相同。
该继电保护装置的全自动闭环测试系统也有一份与保护定值顺序和描述完全相同的整定值清单。根据保护装置存储定值特点，为了减少客户端和服务器的交互次数，该测试系统直接从数据集中获取定值，取得变量名和数值。测试系统解析每个变量名的描述及数值，将其保存到测试系统的整定值中。测试系统根据测试模板信息，将整定值与测试参数自动关联，控制测试系统硬件系统输出故障量对保护进行测试。
压板、控制字的自动投退：
压板、控制字信息建模在相关的逻辑节点中，如PTRC节点中包括压板描述信息(EBI1)、压板状态信息(stVal)，PTOC节点中包括控制字描述信息(ProEna)、控制字状态信息(SG)等状态信息点。
该测试系统通过MMS通讯接口直接从保护装置IEC-61850模型的压板信息数据集(dsRlayEna)获取被测的继电保护装置压板及控制字状态信息，测试系统负责解析每个压板及控制字的具体含义及状态值。在试验过程中，每一个保护功能测试之前，自动读取保护装置当前的压板及控制字状态信息，并根据该保护功能测试需要，自动向保护装置下发投该保护功能的压板及相关的控制字指令，并退出其他保护功能压板及相关控制字，实现对该保护功能的定值原理进行测试。
动作报文的自动获取：
动作报文信息建模在相关的逻辑节点中，如PTOC节点里面包括保护动作描述信息(Op)、保护启动(Str)以及保护动作时间(OpDITmms)等状态信息。
该测试系统通过MMS通讯接口直接从保护装置IEC-61850模型的动作报文数据集(dsTripInfo)获取动作描述信息和动作时间。测试系统解析每个动作报文的具体含义及数值。在试验过程中，每一个测试点测试完毕后，自动请求保护装置发送动作报文，并对报文进行处理，将处理后的报文，结合订阅GOOSE获取的动作时间或动作硬接点信息进行与逻辑判断自动完成评估，将评估结果自动填写到试验报告中，自动生成用户所需格式的试验报告，完成闭环测试。
动作结果的自动评估：
目前大多数测试仪厂家对试验结果的评估方法取保护动作硬接点或订阅的GOOSE动作信息获得的测试结果是否动作及动作时间进行评估，判段测试结果是否合格。但现场中，保护装置功能试验正常情况下是全部投入的，因此会出现保护误动作情况，所以单纯对动作接点或订阅GOOSE获取的动作时间进行评估是不能保证保护动作的正确性。
该测试系统采用通过护动作硬接点或订阅的GOOSE动作信息获得的测试结果，并结合与保护通讯上传的动作报文信息内容，二者取“与逻辑”进行测试记过评估判断，以确保保护试验动作的正确性。并将保护动作信息添到测试报告中，省去用户阅读报文手动记录保护动作信息麻烦，为保护是否正确的判断分析及不正确动作的原因分析提供了直接快捷重要手段和工具，大大提高了测试效率。
下面以某省继电保护设备现场检验规程，采用本实用新型的继电保护装置的全自动闭环测试系统对PCS-931线路保护装置进行现场检验测试，测试具体过程：
在主控计算机打开PCS-931测试模板。该测试模板是根据检验规程编写的测试脚本文件。
测试平台软件支持导入SCL文件，自动完成被测智能设备采样值SMV及GOOSE的配置信息。
选择待做的智能保护校验项目，如PCS-931的保护定值检验项目：电流差动保护、距离保护、零序过流保护等。
点击开始按钮，试验开始。
主控计算机通过MMS通讯接口与被测的智能保护装置建立通讯链接，读取智能设备当前运行定值，根据读取上来的定值信息，自动计算测试仪输出故障量及控制故障量输出时间。
在全自动闭环测试过程中，每一个保护功能试验之前，自动读取保护装置当前压板及控制字状态信息，并根据保护功能试验需要，自动向保护装置发送投退相应的压板及控制字指令。
在每一个测试点测试完毕后，自动请求装置发送动作报文，并对报文进行处理，将处理后的报文，结合订阅GOOSE获取的动作时间进行与逻辑判断自动完成评估，自动填写到试验报告中，自动生成用户所需格式的试验报告，完成闭环测试。
该测试系统生成的用户格式的试验报告见表1所示，测试结果数据由主控计算机自动填写在报告中，保证了报告数据的真实性。
表1
9.RCS-931定值检查
9.1纵联差动保护
本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (4)
1.一种继电保护装置的全自动闭环测试系统，其特征在于，所述的系统包括：主控计算机以及数字继电保护测试装置，所述的主控计算机与数字继电保护测试装置相连接控制所述数字继电保护测试装置；其中，
所述的主控计算机与被测的继电保护装置的MMS接口相连接，与所述被测的继电保护装置建立基于制造报文规范MMS通讯连接，所述的数字继电保护测试装置具有光纤接口FiberA、FiberB、FiberC，其中所述的光纤接口FiberA与所述被测的继电保护装置的SMV接口相连接，所述的光纤接口FiberB与所述被测的继电保护装置的SMV接口相连接，所述的光纤接口FiberC与所述被测的继电保护装置的GOOSE接口相连接。
2.如权利要求1所述的继电保护装置的全自动闭环测试系统，其特征在于，所述的系统还包括网络连接设备，分别与所述的主控计算机、数字继电保护测试装置相连接。
3.如权利要求2所述的继电保护装置的全自动闭环测试系统，其特征在于，所述的网络连接设备为集线器。
4.如权利要求1所述的继电保护装置的全自动闭环测试系统，其特征在于，所述的主控计算机包括：存储器装置，预先存储测试模板形式的所述全自动闭环测试系统的智能保护校验项目。
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