WO2019194369A1 - 지능형 전자장치의 테스트 장치 및 이를 이용하여 지능형 전자 장치를 테스트하는 방법 - Google Patents

지능형 전자장치의 테스트 장치 및 이를 이용하여 지능형 전자 장치를 테스트하는 방법 Download PDF

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WO2019194369A1
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PCT/KR2018/009574
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안용호
장병태
최종기
김석곤
이남호
이유진
한정열
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한국전력공사
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    • G01R31/2837Characterising or performance testing, e.g. of frequency response

Definitions

  • the present invention relates to a test device for an intelligent electronic device for implementing a substation automation system and a method for testing the intelligent electronic device using the same. More particularly, the present invention is installed in a bus line of a power system to provide an abnormal current or an abnormal voltage to the bus line. The present invention relates to a test device for testing an intelligent electronic device developed to detect and protect a bus, and a method of testing the intelligent electronic device using the same.
  • a power system for supplying power to a home, factory, or building is implemented by a power plant that produces power, a transmission line that transports power, a substation that converts the power to a required size, and a distribution line that distributes power to each required area. .
  • the substation automation system is a system for monitoring, controlling and protecting various electric power facilities installed in the substation, which is important for automating the complicated and expensive work consumed in the existing substation construction.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a conventional substation automation system.
  • the substation automation system 100 is a system for monitoring, controlling, and protecting various power facilities constituting the substation 10 based on a standard for a communication system for IEC61850 power automation.
  • the substation automation system 100 includes a merging unit 110, an intelligent electronic device (IED) 130, a user machine interface (HMI) 140, and a process.
  • IED intelligent electronic device
  • HMI user machine interface
  • Substation 10 is composed of a variety of power equipment to convert the power to the required size.
  • the substation 10 includes a transformer 11, a bus bar 12, a line 13, and a breaker 14.
  • the transformer 11 converts the magnitude of the transmitted voltage
  • the bus line 12 connects the power transmission line
  • the breaker 14 blocks the power flow of the line 13.
  • the merging unit 110 receives an analog current signal corresponding to the current of various power equipment installed in the substation 10 from the current transformer 20, the merging unit 110 converts the received analog current signal into an analog-to-digital conversion ( analogue to digital conversion to generate current data.
  • the merging unit 110 transmits current data to the IED 130 via the process bus 150.
  • the merging unit 120 receives an analog voltage signal corresponding to the voltage of the various power equipment installed in the substation 10 from the voltage transformer 30, the merging unit 120 converts the received analog voltage signal into analog digital Convert to generate voltage data. In addition, the merging unit 120 transmits the voltage data to the IED 130 via the process bus 150.
  • the IED 130 monitors, controls, and protects various power facilities installed in the substation 10 using current data and voltage data received from the merging unit 110.
  • the IED 130 may determine the current, voltage, and system state of the power equipment installed in the substation 10 from the received current data and voltage data. If the IED 130 determines that the provided current data or voltage data is outside the normal value range, the IED 130 determines that the equipment is in an abnormal state and outputs a trip signal for stopping the operation of the equipment. You can send to the side.
  • the IED 130 transmits the monitoring data including the current, voltage, and grid state of the power equipment installed in the substation 10 to the HMI 140 through the station bus 160.
  • the HMI 140 provides the user with monitoring data received from the IED 130.
  • the HMI 140 is a device for controlling the IED 130 in order for a user to control various power facilities installed in the substation 10.
  • the HMI 140 transmits a control command input by the user to the IED 130 through a control message.
  • the operation to apply the above-described IED 130 to the actual application environment is being implemented, but similar to the actual application environment, in order to test the function of the IED 130, a large number of merging unit 110 is required, and moreover It is necessary to build a plurality of voltage / current generating equipment for inputting the actual voltage and current to the merging unit 110 of the. For this reason, it may be expensive to test the IED 130 in an environment similar to the actual application environment.
  • An object of the present invention is to provide a test device that can more easily test the intelligent electronic device.
  • Another object of the present invention is to provide a method for simply testing an intelligent electronic device using the above-described test device.
  • a test device of an intelligent electronic device for achieving the above object of the present invention includes a data processing unit and a communication port.
  • the data processing unit communicates data with the IED via a network by processing test information associated with a current value or a voltage value.
  • the test device is connected to the IED and the network through the communication port.
  • the data processing unit includes a digital data generating unit, a format converting unit, a message transmitting unit and a reception information confirming unit.
  • the digital data generator generates digital data based on a user's command including the test information.
  • the format converter converts the digital data into a predetermined format message.
  • the message transmitter transmits the format message to the IED through the network.
  • the reception information confirming unit confirms the presence or absence of trip information in a GOOSE message provided from the IED in response to the format message received from the IED.
  • the format message may be generated by converting the digital data in the SV (Sampled Value) format by the format converter.
  • the test device of the IED may further include an information display unit for displaying a data processing state in the data processing unit.
  • the data processing unit may further include a command processor and a goose message receiver.
  • the command processor receives and confirms a command of the user.
  • the goose message receiver may receive the goose message from the IED through the network.
  • the information display unit may display whether the trip information is confirmed from the goose message.
  • the test information includes information related to current values or voltage values divided into a plurality of channels, so that each of the digital data, the format message and the goose message is generated for each of the plurality of channels. Can be.
  • the information display unit may be configured in plural to correspond to the plurality of channels to display a data processing state for each of the plurality of channels.
  • the information display unit may include a plurality of lamps corresponding one-to-one to the plurality of channels.
  • the data processing unit may further include a setting unit.
  • the setting unit may set activation or deactivation of a data processing task for each of the plurality of channels.
  • the test information may include information related to 18 current values.
  • the test information may include information related to two voltage values.
  • a method of testing an intelligent electronic device (IED) using a test device is as follows.
  • User commands including test information related to the current value or the voltage value, are input to the intelligent electronic device via the network. Thereafter, digital data based on the user command is generated. Thereafter, the digital data is converted into a predetermined format message. Thereafter, the format message is provided to the IED side via the network. Thereafter, a Goose message is received from the IED in response to the format message provided to the IED side, and the trip information is confirmed from the received Goose message.
  • the digital data may be converted in a sampled value (SV) format.
  • SV sampled value
  • the test information includes information related to current values or voltage values divided into a plurality of channels, wherein each of the digital data, the format message, and the goose message is generated for each of the plurality of channels. Can be.
  • the information display unit may be configured to correspond one-to-one to the plurality of channels, and the information display unit may display a data processing state for each of the plurality of channels.
  • the test device in testing an intelligent electronic device for bus protection, is bulky, expensive power that requires time and space for installation, such as a plurality of merging units, a voltage measuring unit and a current measuring unit. It can easily simulate the environment of testing intelligent electronic devices on behalf of the facility. Therefore, by using the test device according to the present invention, it is possible to easily test the intelligent electronic device in the same environment as the actual situation at a relatively low cost.
  • an intelligent electronic device is a product applied to an actual field, and a lot of constraints may be generated in testing the intelligent electronic device in the actual field.
  • the test device since the test device makes it easy to test the intelligent electronic device in an environment similar to a real field, the test device substantially eliminates the constraints generated in testing the intelligent electronic device.
  • the test device may be used to perform more various tests on intelligent electronic devices.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a conventional substation automation system.
  • FIG. 2 is a front view of a test apparatus for an IED according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration and a function of a data processing unit of the test apparatus illustrated in FIG. 2.
  • FIGS. 4 is a flowchart illustrating a process of transmitting an SV message to an IED side according to a user's command in the test apparatus illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of receiving a goose message received from the IED after the SV message transmission of the test apparatus.
  • 6A is a graph showing waveforms of current values included in SV messages sent from a test apparatus according to the present invention.
  • 6B is a graph showing waveforms of voltage values included in SV messages sent from the test apparatus.
  • FIG. 2 is a front view of the test apparatus 300 of the IED according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block for explaining the configuration and function of the data processing unit 400 of the test apparatus 300 shown in FIG. It is also.
  • the test apparatus 300 generates digital data and an SV message for a current value and a voltage value to be tested, and the test apparatus 300 generates the digital data and the SV message.
  • the IED (130) side is a device for testing the 154kV busbar protection IED (130). Accordingly, the test apparatus 300 may test the IED 130 in place of the plurality of current merging units 110 or the plurality of voltage merging units 120.
  • the test apparatus 300 includes a first communication port 330, a second communication port 340, a USB port 310, information display units 360 and a data processing unit 400.
  • the first communication port 330 is for connecting the test device 300 to the IED 130 through the process bus 150, in this embodiment the first communication port 330 is a communication to which the RJ-45 standard is applied. It may be a port.
  • the second communication port 340 is for connecting the test device 300 to the IED 130 through the process bus 150, in this embodiment the second communication port 340 may be a communication port for optical communication. .
  • the USB port 310 loads external data for operating the test device 300 to the test device 300 or stores data stored in a memory built in the test device 300 in an external memory device (not shown). Used to
  • the information display units 360 display a state of processing data in the data processing unit 400.
  • the information display units 360 may include a total of 18 LED lamps including the LED lamp 361 and the LED lamp 362. Therefore, when test information related to a total of 18 current values divided into a plurality of channels is input to the test apparatus 300, the information display units 36 process the data on a channel-by-channel basis in the data processing unit 400. Display status.
  • a power input unit (not shown) for receiving power from the outside is located at the rear of the test apparatus 300, and the power lamp 320 indicates whether power is supplied from the outside through the power input unit. do.
  • the data processing unit 400 receives test information for testing the IED 130, such as a current value or a voltage value, and the data processing unit 400 generates and processes data in response to the input test information to generate the IED. Communicate with (130).
  • the data processing unit 400 includes a user command input unit 410, a command processing unit 420, a digital data generation unit 430, a setting unit 405, and a sampled value (SV) format conversion unit 440. , An SV transmitter 450, a goose message receiver 460, and a reception information checker 470.
  • the user's command to be tested with respect to the IED 130 is input to the test device 300 through the user command input unit 410.
  • the user's command stored in the USB storage device inserted into the USB port 310 may be input to the test device 300 through the command input unit 410.
  • the user's command may include information related to the current value for testing the IED 130. More specifically, the user's command may include information for testing current values of up to 18 channels for the IED 130.
  • the user's command may include information related to a voltage value for testing the IED 130. More specifically, the user's command may include information for testing two voltage values to test the IED 130 virtually installed in the double bus.
  • the command processor 420 checks and processes a user's command input to the user command input unit 410, and the digital data generator 430 receives a user received and processed by the user command input unit 410 and the command processor 420. Convert the command to digital data.
  • the digital data generator 430 may perform digital data for each of the 18 current sets. Create
  • the digital data generator 430 may apply to each of the two voltage values. Digital data can be generated.
  • the setting unit 405 may set activation or deactivation for data processing for each of a plurality of channels in the data processing unit 400. In this embodiment, the setting unit 405 may enable / disable each of the 18 current values. Can be set. In another embodiment, the setting unit 405 may set the magnitude of the signal of the digital data generated by the digital data generating unit 430.
  • the SV format converter 440 converts the digital data generated by the digital data generator 430 into an SV message formatted in a SV (sampled value) format. That is, the SV format converter 440 converts a digital signal generated in the test apparatus 300 into a predetermined format in order to communicate with the IED 130. Therefore, the test apparatus 300 may communicate with the test apparatus 300 and the IED 130 by using the SV message converted by the SV format converter 440.
  • the SV transmitter 450 transmits the SV message converted by the SV format converter 440 to the IED 130.
  • the SV message may be transmitted to the IED 130 through the first communication port 330 having the RJ-45 standard and the process bus 150 connected thereto.
  • the IED 130 when the SV message is transmitted to the IED 130, the IED 130 receives the SV message. In addition, the IED 130 generates a goose (generic object oriented substation event, GOOSE) message in response to the received SV message and transmits it to the goose message receiver 460.
  • a goose generator object oriented substation event, GOOSE
  • the reception information confirming unit 470 confirms whether the goose message received by the goose message receiving unit 460 includes trip information. For example, when the test information input to the user command input unit 410 includes an abnormal current value, and corresponding to trip information is included in the goose message transmitted from the IED 130, the corresponding information of the IED 130 is applied. It may be determined that the function is normal.
  • the information display unit 360 displays the result confirmed by the reception information confirming unit 470.
  • the LED lamp arranged in the information display unit 360 for the third time.
  • the color of the 361 and the sixth arranged LED lamps 362 may be turned on with a predetermined color.
  • the colors of the LED lamps 361 arranged in the information display unit 360 and the LED lamps 362 arranged in the sixth light are turned on by a predetermined different color, and the received information checking unit 470 confirms the colors.
  • the goose message may notify the circuit breaker (circuit breaker) of the actuation state on the line corresponding to the channel 3 and channel 6.
  • FIGS. 4 is a flowchart illustrating a process of transmitting an SV message to an IED side according to a user's command in the test apparatus 500 illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • the system of the test apparatus 300 is initialized (S10) and the previously tested record is deleted. Thereafter, a user command is input to the user command input unit 410. As a result, it is checked whether the user command is input in the test device 300 (S20), and the reception of the user command to the test device 300 is completed (S30).
  • the user command received by the command processor 420 is processed to determine whether the received user command is a start command to transmit an SV message (S40). If the received user command is an SV message transmission start command, the SV message transmission internal flag is treated as '1' (S50), and the user command received by the SV format conversion unit 440 is converted into an SV message. The converted SV message is transmitted to the IED 130 through the SV transmitter 450 (S60). When the transmission of the SV message is completed, the user waits for another command input.
  • the received user command is not a start command for transmitting an SV message
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of receiving a goose message received from the IED after the SV message transmission of the test apparatus.
  • the test apparatus 500 transmits an SV message to the IED 130
  • the IED 130 transmits a goose message to the test apparatus 500 in response to the received SV message. do.
  • the goose message receiving unit 460 of the test device 500 receives the goose message of the IED (130) (S100).
  • the goose message generated from the IED 130 is provided to the test device 500 through the process bus 150 and the communication port 330.
  • the reception information confirming unit 470 analyzes the goose message received from the IED 130 to confirm whether or not the trip information is included in the goose message. If the goose message includes the trip information, the system switches to the trip information reception state (S130) and displays it to the user through the information display unit 360.
  • FIG. 6A is a graph illustrating waveforms of current values included in an SV message sent out by a test apparatus according to the present invention
  • FIG. 6B is a graph illustrating waveforms of voltage values included in an SV message sent out by a test apparatus.
  • the test apparatus 300 in order to confirm whether the test apparatus 300 according to the present invention 300 normally operates, after inputting a plurality of current values to the test apparatus for each channel as test information, a plurality of currents After generating each SV message for each of a plurality of channels for the values, the waveform of the current value contained in each SV message is shown. More specifically, the first graph G1, the second graph G2, and the third graph G3 represent the A phase current wave, the B phase current wave, and the C phase current wave, respectively.
  • the test apparatus 300 in order to confirm whether the test apparatus 300 according to the present invention (300 of FIG. 2) operates normally, after a plurality of current values are input to the test apparatus for each channel as test information, After generating each SV message for a plurality of channels for the current values of, the waveform of the voltage value included in each SV message is shown. More specifically, the fourth graph G4, the fifth graph G5 and the sixth graph G6 represent A phase voltage waves, B phase voltage waves and C phase voltage waves, respectively.
  • the first to sixth graphs G1, G2, G3, G4, G5, and G6 illustrated in FIGS. 6A and 6B are waveforms of SV messages generated in any one channel, and the graphs are normal. It can be seen that the sinusoidal state. Therefore, the test apparatus according to the present invention can be seen that the digital value for each channel is generated in the form of an SV message as if each channel is synchronized.

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Abstract

지능형 전자 장치(Intelligent Electronic Device, IED)의 테스트 장치는 데이터 처리 유닛 및 통신 포트를 포함한다. 데이터 처리 유닛은 전류 값 또는 전압 값과 관련된 테스트 정보를 처리하여 네트워크를 통해 IED와 데이터들을 교신한다. 테스트 장치는 상기 통신 포트를 통해 상기 IED와 상기 네트워크로 연결된다. 데이터 처리 유닛은 디지털 데이터 생성부, 포맷 변환부, 메시지 송신부 및 수신 정보 확인부를 포함한다. 디지털 데이터 생성부는 테스트 정보를 포함하는 사용자의 명령에 근거하여 디지털 데이터를 생성한다. 포맷 변환부는 디지털 데이터를 소정의 포맷 메시지로 변환한다. 메시지 송신부는 포맷 메시지를 네트워크를 통해 IED에 송신한다. 수신 정보 확인부는 IED에서 수신된 포맷 메시지에 대응하여 IED로부터 제공되는 구스(GOOSE) 메시지에서 트립 정보 유무를 확인한다.

Description

지능형 전자장치의 테스트 장치 및 이를 이용하여 지능형 전자 장치를 테스트하는 방법
본 발명은 변전소 자동화 시스템을 구현하기 위한 지능형 전자장치의 테스트 장치 및 이를 이용하여 지능형 전자 장치를 테스트 하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력계통의 모선에 설치되어 모선에 이상전류 또는 이상전압을 검출하여 모선을 보호하는 용도로 개발된 지능형 전자장치를 테스트 하는 테스트 장치 및 이를 이용하여 지능형 전자 장치를 테스트하는 방법에 관한 것이다.
가정이나 공장 또는 빌딩 등에 전력을 공급하기 위한 전력 시스템은 전력을 생산하는 발전소, 전력을 수송하는 송전선로, 전력을 필요한 크기로 변환하는 변전소 및 전력을 필요한 각 지역으로 배분하는 배전선로 등으로 구현된다.
최근에, 전력 시스템 분야에 있어서, 사람의 작업을 최소화하는 통합화, 자동화, 및 원격 감시화가 추진되고 있다. 특히, 변전소 자동화 시스템은 변전소에 설치된 각종 전력설비를 감시, 제어 및 보호하기 위한 시스템으로 기존의 변전소 구축에 소비되는 복잡하고 고비용의 작업을 자동화 시키는 데 중요하다.
도 1은 종래에 따른 변전소 자동화 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 변전소 자동화 시스템(100)은 IEC61850 전력 자동화를 위한 통신 시스템에 관한 표준에 의거 변전소(10)를 구성하는 각종 전력설비를 감시, 제어 및 보호하는 시스템이다.
변전소 자동화 시스템(100)은 머징 유닛(110), 지능형 전자 장치(Intelligent Electronic Device, 이하 'IED')(130), 사용자 인터페이스 장치(Human Machine Interface, 이하 'HMI'라고도 함)(140), 프로세스 버스(Process bus)(150) 및 스테이션 버스(Station bus)(160)를 포함한다.
변전소(10)는 각종 전력설비로 구성되어 전력을 필요한 크기로 변환한다. 변전소(10)는 변압기(11), 모선(12), 선로(13) 및 차단기(14)를 포함한다. 변압기(11)는 전송되는 전압의 크기를 변환하며, 모선(12)은 송전선로를 연결하며, 차단기(14)는 선로(13)의 전력흐름을 차단한다.
머징 유닛(110)은 전류 변성기(20)로부터 변전소(10)에 설치된 각종 전력설비의 전류에 대응되는 아날로그 전류 신호를 수신하고, 머징 유닛(110)은 상기 수신된 아날로그 전류 신호를 아날로그 디지털변환(analogue to digital conversion)하여 전류 데이터를 생성한다. 머징 유닛(110)은 프로세스 버스(150)를 통해 전류 데이터를 IED(130)로 전송한다.
또한, 머징 유닛(120)은 전압 변성기(30)로부터 변전소(10)에 설치된 각종 전력설비의 전압에 대응되는 아날로그 전압 신호를 수신하고, 머징 유닛(120)은 상기 수신된 아날로그 전압 신호를 아날로그 디지털변환 하여 전압 데이터를 생성한다. 또한, 머징 유닛(120)은 프로세스 버스(150)를 통해 전압 데이터를 IED(130)로 전송한다.
IED(130)는 머징 유닛(110)으로부터 수신되는 전류 데이터 및 전압 데이터를 이용하여 변전소(10)에 설치된 각종 전력설비를 감시, 제어 및 보호한다. IED(130)는 수신되는 전류 데이터 및 전압 데이터로부터 변전소(10)에 설치된 전력설비의 전류, 전압 및 계통 상태를 판단할 수 있다. 만약에, IED(130)가 제공된 전류 데이터 또는 전압 데이터를 정상 값 범위 밖이라고 판단하면, IED(130)는 해당 설비를 이상 상태로 판단하여 상기 해당 설비의 운행을 중단하는 트립 신호를 상기 해당 설비 측으로 송신할 수 있다.
IED(130)는 스테이션 버스(160)를 통해 변전소(10)에 설치된 전력설비의 전류, 전압 및 계통 상태를 포함하는 감시 데이터를 HMI(140)로 전송한다. HMI(140)는 IED(130)로부터 수신되는 감시 데이터를 사용자에게 제공한다. HMI(140)는 사용자가 변전소(10)에 설치된 각종 전력설비를 제어하기 위해 IED(130)를 제어하는 장치로, 사용자가 입력한 제어 명령을 제어 메시지를 통해 IED(130)로 전달한다.
한편, 상술한 IED(130)를 실제 적용 환경에 적용시키려는 작업이 시행되고 있으나, 실제 적용 환경과 유사하게 IED(130)의 기능을 테스트하기 위해서는 머징 유닛(110)이 다수로 필요하며, 게다가 다수의 머징 유닛(110) 측으로 실제 전압과 전류를 입력해 주는 전압/전류 발생 장비가 다수로 구축될 필요가 있다. 이러한 이유로 IED(130)를 실제 적용 환경과 유사한 환경으로 테스트하는데 많은 비용이 소요될 수 있다.
본 발명의 일 목적은, 지능형 전자장치를 보다 간편하게 테스트할 수 있는 테스트 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상술한 테스트 장치를 이용하여 지능형 전자 장치를 간편하게 테스트하는 방법을 제공하는 데 있다.
지능형 전자 장치(Intelligent electronic device, IED)의 테스트 장치에 있어서, 상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 지능형 전자 장치의 테스트 장치는 데이터 처리 유닛 및 통신 포트를 포함한다.
상기 데이터 처리 유닛은 전류 값 또는 전압 값과 관련된 테스트 정보를 처리하여 네트워크를 통해 IED와 데이터들을 교신한다. 상기 테스트 장치는 상기 통신 포트를 통해 상기 IED와 상기 네트워크로 연결된다.
상기 데이터 처리 유닛은 디지털 데이터 생성부, 포맷 변환부, 메시지 송신부 및 수신 정보 확인부를 포함한다. 상기 디지털 데이터 생성부는 상기 테스트 정보를 포함하는 사용자의 명령에 근거하여 디지털 데이터를 생성한다. 상기 포맷 변환부는 상기 디지털 데이터를 소정의 포맷 메시지로 변환한다. 상기 메시지 송신부는 상기 포맷 메시지를 상기 네트워크를 통해 상기 IED에 송신한다. 상기 수신 정보 확인부는 상기 IED에서 수신된 상기 포맷 메시지에 대응하여 상기 IED로부터 제공되는 구스(GOOSE) 메시지에서 트립 정보 유무를 확인한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 포맷 메시지는 상기 포맷 변환부에 의해 상기 디지털 데이터가 SV(Sampled Value) 포맷 방식으로 변환되어 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, IED의 테스트 장치는 상기 데이터 처리 유닛에서 데이터 처리 상태를 표시하는 정보 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 데이터 처리 유닛은 명령 처리부 및 구스 메시지 수신부를 더 포함할 수 있다. 상기 명령 처리부는 상기 사용자의 명령을 수신 및 확인한다. 상기 구스 메시지 수진부는 상기 네트워크를 통해 상기 IED로부터 상기 구스 메시지를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 정보 표시부는 상기 구스 메시지로부터 상기 트립 정보가 확인되는 지의 여부를 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 정보는 다수의 채널로 구분되는 전류 값들 또는 전압 값들과 관련된 정보를 포함하여, 상기 디지털 데이터, 상기 포맷 메시지 및 상기 구스 메시지의 각각은 상기 다수의 채널 별로 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 정보 표시부는 상기 다수의 채널에 대응되도록 다수로 구성되어 상기 다수의 채널의 각각에 대한 데이터 처리 상태를 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 정보 표시부는 상기 다수의 채널에 일대일 대응하는 다수의 램프들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 데이터 처리 유닛은 설정부를 더 포함할 수 있다. 상기 설정부를 통해 상기 다수의 채널별로 데이터 처리 작업의 활성화 또는 비활성화를 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 정보는 18개의 전류 값들과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 정보는 2개의 전압 값들과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 테스트 장치를 이용하여 지능형 전자 장치(Intelligent electronic device, IED)를 테스트하는 방법은 다음과 같다.
전류 값 또는 전압 값과 관련된 테스트 정보를 포함하는 사용자 명령이 네트워크를 통해 지능형 전자 장치에 입력된다. 그 이후에, 상기 사용자 명령에 근거하는 디지털 데이터가 생성된다. 그 이후에, 상기 디지털 데이터가 소정의 포맷 메시지로 변환된다. 그 이후에, 네트워크를 통해 상기 포맷 메시지가 IED측으로 제공 된다. 그 이후에, 상기 IED측으로 제공된 상기 포맷 메시지에 대응하여 상기 IED로부터 구스(GOOSE) 메시지를 수신하고, 상기 수신된 구스 메시지로부터 트립 정보를 확인한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 디지털 데이터는 SV(sampled value) 포맷 방식으로 변환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 테스트 정보는 다수의 채널로 구분되는 전류 값들 또는 전압 값들과 관련된 정보를 포함하고, 상기 디지털 데이터, 상기 포맷 메시지 및 상기 구스 메시지의 각각은 상기 다수의 채널 별로 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 정보 표시부는 상기 다수의 채널에 일대일 대응되도록 구성되고, 상기 정보 표시부는 상기 다수의 채널의 각각에 대한 데이터 처리 상태를 표시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 모선 보호용 지능형 전자 장치를 테스트 하는 데에 있어서, 테스트 장치는 다수의 머징 유닛, 전압 계측 유닛 및 전류 계측 유닛과 같이, 부피가 크고, 설치에 시간 및 공간이 소요되는 고가의 전력 설비를 대신하여 지능형 전자 장치를 테스트하는 환경을 용이하게 모의할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 테스트 장치를 이용하여 상대적으로 저비용으로 지능형 전자 장치를 실제 상황과 동일한 환경으로 용이하게 테스트할 수 있다.
또한, 종래 기술에 따르면, 지능형 전자 장치는 실제 필드에 적용되는 제품으로, 실제 필드에서 지능형 전자 장치를 테스트하는 데 제약 사항이 많이 발생될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따르면, 테스트 장치는 지능형 전자 장치를 실제 필드와 유사한 환경으로 테스트할 수 있는 여건을 용이하게 만들어주므로, 실질적으로 지능형 전자 장치를 테스트하는 데 발생되는 제약 사항을 제거해주어, 이에 따라 테스트 장치를 이용하여 지능형 전자 장치에 대한 보다 다양한 테스트를 수행할 수 있다.
도 1은 종래에 따른 변전소 자동화 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IED의 테스트 장치의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 테스트 장치의 데이터 처리 유닛의 구성 및 기능을 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 테스트 장치에서 사용자의 명령에 따라 IED 측으로 SV메시지를 송신하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 테스트 장치의 SV메시지 송신 이후에 IED로부터 수신되는 구스 메시지를 수신하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 테스트 장치에서 송출되는 SV메시지 내의 포함된 전류 값의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 6b는 테스트 장치에서 송출되는 SV메시지 내의 포함된 전압 값의 파형을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IED의 테스트 장치(300)의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 테스트 장치(300)의 데이터 처리 유닛(400)의 구성 및 기능을 설명하는 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 테스트 장치(300)는 테스트 하고자 하는 전류 값 및 전압 값에 대한 디지털 데이터 및 SV메시지를 생성하고, 테스트 장치(300)는 상기 생성된 디지털 데이터 및 상기 SV메시지를 IED(130) 측으로 제공하여 154kV 모선 보호용 IED(130)를 테스트 하는 장치이다. 따라서, 테스트 장치(300)는 다수의 전류 머징 유닛(110) 또는 다수의 전압 머징 유닛(120)을 대신하여 IED(130)를 테스트할 수 있다.
이 실시예에서는, 테스트 장치(300)는 제1 통신 포트(330), 제2 통신 포트(340), USB포트(310), 정보 표시부들(360) 및 데이터 처리 유닛(400)을 포함한다.
제1 통신 포트(330)는 테스트 장치(300)를 프로세스 버스(150)를 통해 IED(130)에 연결시키기 위한 것으로, 이 실시예에서는 제1 통신 포트(330)는 RJ-45 규격이 적용된 통신 포트일 수 있다.
제2 통신 포트(340)는 테스트 장치(300)를 프로세스 버스(150)를 통해 IED(130)에 연결시키기 위한 것으로, 이 실시예에서는 제2 통신 포트(340)는 광 통신용 통신 포트일 수 있다.
USB포트(310)는 테스트 장치(300)를 동작 시키기 위한 외부의 데이터를 테스트 장치(300)에 불러오거나, 테스트 장치(300)에 내장된 메모리에 저장된 데이터를 외부 메모리 장치(미도시)에 저장하기 위해 사용된다.
정보 표시부들(360)은 데이터 처리 유닛(400)에서 데이터들을 처리하는 상태를 표시한다. 이 실시예에서는, 정보 표시부들(360)은 3번 LED램프(361) 및 6번 LED램프(362)를 포함하는 총 18개의 LED램프들을 포함할 수 있다. 따라서, 테스트 장치(300)에 다수의 채널로 구분되는 총 18개의 전류 값들과 관련된 테스트 정보들에 입력된 경우에, 정보 표시부들(36)은 데이터 처리 유닛(400)에서 상기 데이터들이 채널별로 처리되는 상태를 표시한다.
이 실시예에서는 테스트 장치(300)의 후면에는 외부로부터 전원을 공급받기 위한 전원 입력부(미도시)가 위치하며, 전원 램프(320)는 상기 전원 입력부를 통해 외부로부터 전원이 공급 되는 지의 여부를 표시한다.
데이터 처리 유닛(400)은 전류 값 또는 전압 값과 같은 IED(130)를 테스트 하기 위한 테스트 정보를 입력받고, 데이터 처리 유닛(400)은 상기 입력된 테스트 정보에 응답하여 데이터들을 생성 및 처리하여 IED(130)와 교신한다.
이 실시예에서는, 데이터 처리 유닛(400)은 사용자 명령 입력부(410), 명령 처리부(420), 디지털 데이터 생성부(430), 설정부(405), SV(sampled value) 포맷 변환부(440), SV 송신부(450), 구스 메시지 수신부(460) 및 수신 정보 확인부(470)를 포함할 수 있다.
IED(130)에 대해 테스트 하고자 하는 사용자의 명령이 사용자 명령 입력부(410)를 통해 테스트 장치(300)에 입력된다. 이 실시예에서는, USB포트(310)에 삽입된 USB저장장치에 저장된 사용자의 명령이 명령 입력부(410)를 통해 테스트 장치(300)에 입력될 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 사용자의 명령은 IED(130)을 테스트하는 전류 값과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 상기 사용자의 명령은 IED(130)에 대해 최대 18개 채널의 전류 값들을 테스트할 수 있는 정보들을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서는, 상기 사용자의 명령은 IED(130)을 테스트하는 전압 값과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 상기 사용자의 명령은 2중 모선에 가상으로 설치된 IED(130)를 테스트하기 위하여 2개의 전압 값들을 테스트할 수 있는 정보들을 포함할 수 있다.
명령 처리부(420)는 사용자 명령 입력부(410)에 입력된 사용자의 명령을 확인 및 처리하고, 디지털 데이터 생성부(430)는 사용자 명령 입력부(410) 및 명령 처리부(420)에서 수신 및 처리된 사용자 명령을 디지털 데이터로 변환한다.
이 실시예에서는, 상기 사용자의 명령이 서로 구분되는 18개의 전류 값들(A, B, C, N상)를 포함하는 경우에, 디지털 데이터 생성부(430)는 18개의 전류 세트 각각에 대한 디지털 데이터를 생성한다.
다른 실시예에서는, 사용자 명령 입력부(410) 및 명령 처리부(420)에 수신 및 확인된 사용자의 명령이 2개의 전압 값들을 포함하는 경우에, 디지털 데이터 생성부(430)는 2개의 전압 값들 각각에 대하여 디지털 데이터를 생성할 수 있다.
설정부(405)는 데이터 처리 유닛(400)에서 다수의 채널별로 데이터 처리에 대한 활성화 또는 비활성화를 설정할 수 있고, 이 실시예에서는 설정부(405)에서 18개의 전류 값들 각각에 대한 활성화/비활성화를 설정할 수 있다. 다른 실시예에서는, 설정부(405)는 디지털 데이터 생성부(430)에서 생성되는 상기 디지털 데이터의 신호의 크기를 설정할 수도 있다.
SV포맷 변환부(440)는 디지털 데이터 생성부(430)에 의해 생성된 상기 디지털 데이터를 SV(sampled value) 형식으로 포맷된 SV 메시지로 변환한다. 즉, SV포맷 변환부(440)는 테스트 장치(300)의 내부에서 생성된 디지털 신호를 IED(130)와 교신하기 위하여 소정 포맷으로 변환시키는 역할을 한다. 따라서, 테스트 장치(300)는 SV포맷 변환부(440)에 의해 변환된 상기 SV 메시지를 이용하여 테스트 장치(300) 및 IED(130) 간의 교신이 이루어질 수 있다.
SV 송신부(450)는 SV포맷 변환부(440)에 의해 변환된 상기 SV 메시지를 IED(130)에 송신한다. 이 실시예에서는, RJ-45규격을 갖는 제1 통신 포트(330) 및 이와 연결된 프로세스 버스(150)를 통해 상기 SV 메시지가 IED(130) 측으로 송신될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, IED(130) 측으로 상기 SV 메시지가 송신되면, IED(130)는 상기 SV 메시지를 수신한다. 또한, IED(130)는 상기 수신된 SV 메시지에 대응하여 구스(generic object oriented substation event, GOOSE) 메시지를 생성하여 구스 메시지 수신부(460) 측으로 송신한다.
수신 정보 확인부(470)는 구스 메시지 수신부(460)에서 수신된 구스 메시지가 트립 정보를 포함하는 지의 여부를 확인한다. 예를 들어, 사용자 명령 입력부(410)에 입력되는 테스트 정보가 이상 전류 값을 포함하고, 이에 대응하여 IED(130)로부터 송신된 구스 메시지에 트립 정보가 포함된 경우에는, IED(130)의 해당 기능이 정상인 상태로 판단될 수 있다.
정보 표시부(360)는 수신 정보 확인부(470)에서 확인된 결과를 표시한다. 예를 들어, 일 실시예에서는, 수신 정보 확인부(470)에서 확인된 구스 메시지에 3번 채널 및 6번 채널에 트립 정보가 포함된 경우에는, 정보 표시부(360)에서 3번째 배열된 LED램프(361) 및 6번째 배열된 LED램프(362)의 색상이 소정의 색상으로 점등될 수 있다. 다른 실시예에서는, 정보 표시부(360)에서 3번째 배열된 LED램프(361) 및 6번째 배열된 LED램프(362)의 색상이 소정의 다른 색상으로 점등되어, 수신 정보 확인부(470)에서 확인된 구스 메시지에 의해 3번 채널 및 6번 채널에 대응되는 선로에 써킷 브레이커(circuit breaker)의 발동 상태를 알릴 수도 있다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 테스트 장치(500)에서 사용자의 명령에 따라 IED 측으로 SV메시지를 송신하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 우선 테스트 장치(300)의 시스템을 초기화하여(S10) 이전에 테스트된 기록을 삭제한다. 그 이후에, 사용자 명령 입력부(410)에 사용자 명령을 입력한다. 그 결과, 테스트 장치(300) 내에서 사용자 명령 입력 여부를 확인하고(S20), 테스트 장치(300)에 사용자 명령의 수신을 완료한다(S30).
그 이후에, 명령 처리부(420)에 의해 수신된 사용자 명령이 처리되어 수신된 사용자 명령이 SV 메시지를 송신하라는 시작 명령인지를 판단한다(S40). 만약에, 수신된 사용자 명령이 SV 메시지 송신 시작명령인 경우에, SV 메시지 송신 내부 플래그를 '1'로 처리하고(S50), SV 포맷 변환부(440)에 의해 수신된 사용자 명령이 SV 메시지로 변환되고, 상기 변환된 SV 메시지는 SV 송신부(450)를 통해 IED(130) 측으로 송신된다(S60). SV메시지 송신이 완료되면, 사용자의 다른 명령 입력을 대기한다.
수신된 사용자 명령이 SV메시지를 송신하라는 시작 명령이 아닌 경우에, 수신된 사용자 명령이 SV 메시지 송신 정지 명령인지를 판단한다(S70). 수신된 사용자 명령이 SV 메시지 송신 정지 명령인 경우에, SV메시지 송신 내부 플래그를 '0'으로 리셋 처리하여 SV메시지 송신 내부 플래그를 해제하고(S80), SV메시지 송신을 정지한다(S90). SV메시지 송신이 정지되면, 사용자의 다른 명령 입력을 대기한다. 또한, 수신된 사용자 명령이 SV메시지 송신 정지 명령이 아닌 경우에, 사용자의 다른 명령 입력을 대기한다.
도 5는 테스트 장치의 SV메시지 송신 이후에 IED로부터 수신되는 구스 메시지를 수신하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 테스트 장치(500)가 IED(130) 측으로 SV메시지를 송신한 이후에, IED(130)는 수신된 SV메시지에 응답하여 구스 메시지를 테스트 장치(500) 측으로 전송한다. 그 결과, 테스트 장치(500)의 구스 메시지 수신부(460)는 IED(130)의 구스 메시지를 수신한다(S100).
이 실시예에서는, IED(130)로부터 생성된 구스 메시지는 프로세스 버스(150) 및 통신포트(330)를 통해 테스트 장치(500) 측으로 제공된다.
그 이후에, 수신 정보 확인부(470)는 IED(130)로부터 수신된 구스 메시지를 분석하여 구스 메시지에 트립 정보를 포함하는 지의 여부를 확인한다. 만약에, 구스 메시지가 트립 정보를 포함하는 경우에는, 트립 정보 수신 상태로 전환하고(S130), 이를 정보 표시부(360)를 통해 사용자에게 표시한다.
도 6a는 본 발명에 따른 테스트 장치에서 송출되는 SV메시지 내의 포함된 전류 값의 파형을 나타내는 그래프이고, 도 6b는 테스트 장치에서 송출되는 SV메시지 내의 포함된 전압 값의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 테스트 장치(도 2의 300)의 정상 동작 여부를 확인하기 위하여, 테스트 정보로 다수의 전류 값들을 다수의 채널별로 테스트 장치에 입력한 이후에, 다수의 전류 값들에 대해 다수의 채널별로 각 SV메시지를 생성한 이후에, 각 SV메시지에 포함된 전류 값의 파형이 도시된다. 보다 상세하게는, 제1 그래프(G1), 제2 그래프(G2) 및 제3 그래프(G3)는 각각 A상 전류파, B상 전류파 및 C상 전류파를 나타낸다.
또한, 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 테스트 장치(도 2의 300)의 정상 동작 여부를 확인하기 위하여, 테스트 정보로 다수의 전류 값들이 다수의 채널별로 테스트 장치에 입력한 이후에, 다수의 전류 값들에 대해 다수의 채널별로 각 SV메시지를 생성한 이후에, 각 SV메시지에 포함된 전압 값의 파형이 도시된다. 보다 상세하게는, 제4 그래프(G4), 제5 그래프(G5) 및 제6 그래프(G6)는 각각 A상 전압파, B상 전압파 및 C상 전압파를 나타낸다.
또한, 도 6a 및 도 6b 각각에 도시된 제1 내지 제6 그래프들(G1, G2, G3, G4, G5, G6)은 어느 하나의 채널에서 발생되는 SV메시지에 대한 파형으로서, 상기 그래프는 정상적인 정현파 상태임을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 테스트 장치는 각 채널이 동기된 것처럼 각 채널별 디지털 값을 생성하여 SV메시지 형태로 송신함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (14)

  1. 지능형 전자 장치(Intelligent electronic device, IED)의 테스트 장치에 있어서,
    전류 값 또는 전압 값과 관련된 테스트 정보를 처리하여 네트워크를 통해 IED와 데이터들을 교신하는 데이터 처리 유닛; 및
    상기 네트워크를 통해 상기 IED 와 연결되기 위한 통신 포트;를 포함하고,
    상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 테스트 정보를 포함하는 사용자의 명령에 근거하여 디지털 데이터를 생성하는 디지털 데이터 생성부;
    상기 디지털 데이터를 소정의 포맷 메시지로 변환하는 포맷 변환부;
    상기 포맷 메시지를 상기 네트워크를 통해 상기 IED에 송신하는 메시지 송신부; 및
    상기 IED에서 수신된 상기 포맷 메시지에 대응하여 상기 IED로부터 제공되는 구스(GOOSE) 메시지에서 트립 정보 유무를 확인하는 수신 정보 확인부;를 포함하는 지능형 전자 장치의 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포맷 메시지는 상기 포맷 변환부에 의해 상기 디지털 데이터가 SV(Sampled Value) 포맷 방식으로 변환되어 생성되는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 처리 유닛에서 데이터 처리 상태를 표시하는 정보 표시부를 더 포함하고,
    상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 사용자의 명령을 수신 및 확인하는 명령 처리부; 및
    상기 네트워크를 통해 상기 IED로부터 상기 구스 메시지를 수신하는 구스 메시지 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 정보 표시부는 상기 구스 메시지로부터 상기 트립 정보가 확인되는 지의 여부를 표시하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 테스트 정보는 다수의 채널로 구분되는 전류 값들 또는 전압 값들과 관련된 정보를 포함하여, 상기 디지털 데이터, 상기 포맷 메시지 및 상기 구스 메시지의 각각은 상기 다수의 채널 별로 생성되는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 정보 표시부는 상기 다수의 채널에 대응되도록 다수로 구성되어 상기 다수의 채널의 각각에 대한 데이터 처리 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 정보 표시부는 상기 다수의 채널에 일대일 대응하는 다수의 램프들을 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 다수의 채널별로 데이터 처리 작업의 활성화 또는 비활성화를 설정하는 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 테스트 정보는 18개의 전류 값들과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 테스트 정보는 2개의 전압 값들과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자장치의 테스트 장치.
  11. 테스트 장치를 이용하여 지능형 전자 장치(Intelligent Electronic Device, IED)를 테스트하는 방법에 있어서,
    전류 값 또는 전압 값과 관련된 테스트 정보를 포함하는 사용자 명령이 네트워크를 통해 지능형 전자 장치에 입력 되는 단계;
    상기 사용자 명령에 근거하는 디지털 데이터가 생성되는 단계;
    상기 디지털 데이터가 소정의 포맷 메시지로 변환되는 단계;
    네트워크를 통해 상기 포맷 메시지가 IED측으로 제공 되는 단계; 및
    상기 IED측으로 제공된 상기 포맷 메시지에 대응하여 상기 IED로부터 구스(GOOSE) 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 구스 메시지로부터 트립 정보를 확인하는 단계를 포함하는 지능형 전자 장치의 테스트 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 디지털 데이터는 SV(Sampled Value) 포맷 방식으로 변환되는 것을 특징으로 하는 지능형 전자 장치의 테스트 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 테스트 정보는 다수의 채널로 구분되는 전류 값들 또는 전압 값들과 관련된 정보를 포함하고, 상기 디지털 데이터, 상기 포맷 메시지 및 상기 구스 메시지의 각각은 상기 다수의 채널 별로 생성되는 것을 특징으로 하는 지능형 전자 장치의 테스트 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 정보 표시부는 상기 다수의 채널에 일대일 대응되도록 구성되고, 상기 정보 표시부는 상기 다수의 채널의 각각에 대한 데이터 처리 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 지능형 전자 장치의 테스트 방법.
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