1 引言

自動測試系統(tǒng)的測試項目以保護的邏輯測試為核心，邏輯測試需要驅(qū)動測試儀按照測試需求向保護輸出序列化的電壓電流，并根據(jù)保護的相關開出接點記錄保護的反應，從而完成保護的邏輯功能測試。由此可以看出，繼電保護自動測試標準接口的設計包括兩個方面的內(nèi)容：標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)，標準化的測試儀控制。

目前的自動測試系統(tǒng)開發(fā)模式基本上還是以各測試儀生產(chǎn)廠家自行開發(fā)為主。各廠家開發(fā)自動測試時基本上都是采用自定義的測試參數(shù)，并且只針對本廠家的測試儀提供控制接口，在系統(tǒng)設計時沒有從架構(gòu)上考慮對別的廠家測試儀器的兼容性，不**制了自動測試用戶對于測試儀的自主選擇權(quán)，也給自動測試系統(tǒng)的使用和推廣帶來了諸多不便。

本文通過對繼電保護裝置（如：距離保護、零序保護、差動保護等）邏輯測試功能的研究，抽象其功能測試，提出了一套標準化的繼電保護測試項目和數(shù)據(jù)接口，并以此為基礎，通過對各測試儀生產(chǎn)廠家測試過程的分析比對，求同存異，設計出一套通用的繼電保護測試儀控制接口，從而實現(xiàn)了繼電保護測試儀的標準化控制。

2 標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口

目前繼電保護裝置主要包括線路保護、變壓器保護、母線保護、發(fā)變組保護、發(fā)電機保護、斷路器保護等。綜合分析各類型保護的邏輯功能，基本上可以歸結(jié)為以下幾大類：

（1）采樣值測試

（2）電流型保護功能，如過流、零序過流、負序過流，過負荷等；

（3）電壓型保護功能，如過壓、欠壓、過激磁等；

（4）阻抗型保護功能，如距離保護、阻抗保護、工頻變化量保護等；

（5）差動型保護功能，如變壓器差動、母線差動、線路差動等；

對于不同類型的保護，保護邏輯的工作原理決定了其對應的測試方法，包括測試需要提供的數(shù)據(jù)、測試后應記錄的結(jié)果數(shù)據(jù)。以“距離保護”為例，距離保護的工作原理為“三相系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，保護通過測量保護安裝處的三相電壓、電流，計算故障點到保護安裝處的正序阻抗，從而判斷短路點位置是否處于保護范圍之內(nèi)，確定動作與否”。由此可知，距離保護定值校驗時需要提供短路點的位置信息，即短路點距離保護安裝處的短路阻抗（包括幅值和角度），同時測試過程需要測試儀模擬三相系統(tǒng)的短路故障，所以還必須提供相應的短路計算參數(shù)，包括故障類型、故障方向、短路電流，等等。距離保護的動作邏輯結(jié)果為在規(guī)定的時間范圍內(nèi)跳開斷路器的ABC相接點，所以測試結(jié)果數(shù)據(jù)表現(xiàn)現(xiàn)為A、B、C相跳閘時間。

基于以上方法，本文通過對以上各類常見的保護邏輯測試功能測試過程的研究，抽象其功能測試，設計了一套標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口。每一種測試功能數(shù)據(jù)接口包括三部分，分別為測試項目標識、測試數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù)，采用XML標準格式表示。仍然以“距離保護”為例，其標準化的測試功能數(shù)據(jù)接口描述如下圖所示，左側(cè)為樹狀結(jié)構(gòu)描述，右側(cè)為XML描述，其中clsid部分為測試項目標識，params 部分為測試數(shù)據(jù)，result部分為結(jié)果數(shù)據(jù)。如圖1所示。

3 標準化的繼電保護測試儀控制接口

自動測試系統(tǒng)要完成保護的邏輯測試，必須通過與測試儀器的數(shù)據(jù)交互，控制測試儀實現(xiàn)電壓電流輸出，記錄保護接點反饋信息，從而完成保護邏輯功能的測試。各繼電保護測試儀生產(chǎn)廠家的軟件互不相同，因此需要進行抽象分析，提取其中的共性，同時結(jié)合標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口，設計出一套測試儀控制的通用接口，從而實現(xiàn)繼電保護測試儀的控制標準化。

3.1 測試儀控制接口設計

通過對各廠家測試儀軟件對測試儀控制過程的分析，總結(jié)得出以下幾個共同的控制操作點：

（1）測試儀連接：通過接口（網(wǎng)口）與PC 機通訊；

（2）測試參數(shù)下載；

（3）測試執(zhí)行；

（4）測試結(jié)果獲取；

由此可以根據(jù)以上共同的操作定義一組通用的測試儀控制接口，包括測試儀連接、啟動測試、停止測試、開出量發(fā)送、開入量狀態(tài)讀取等等。其中“測試參數(shù)下載”和“測試結(jié)果獲取”兩個操作需要提供相關數(shù)據(jù)，這一部分的數(shù)據(jù)已經(jīng)通過前面標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口描述來加以定義。測試儀的控制

接口包括下行消息和上行事件兩部分，具體定義如下面所示：

3.1.1 下行消息定義

如表1所示。

3.1.2 上行事件定義

如表2所示。

3.2 通用控制接口的實現(xiàn)方式

自動測試的測試儀控制接口實現(xiàn)包括“客戶端”和“服務器端”兩部分。

客戶端由自動測試系統(tǒng)通過“自動測試服務進程”的方式實現(xiàn)，包括發(fā)送下行消息、接收測試儀的上行反饋信息，包括開入接點的變位、測試結(jié)果等事件。

服務器端由具體的測試儀生產(chǎn)廠家提供實現(xiàn)，用于完成測試儀控制接口的具體功能，包括下行消息的處理、上行事件的發(fā)送等等?？蛻舳撕头掌鞫酥g采用TCP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)格式定義為XML格式，服務器端的端口固定為TCP 4566。

3.2.1 客戶端和服務器端之間的通訊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

如表3所示。

3.2.2 客戶端和服務器端之間的通訊數(shù)據(jù)編碼方式定義

4 應用舉例

按照本文提出的標準化的測試功能數(shù)據(jù)接口以及標準化的測試儀接口控制設計，針對廣東昂立電氣自動化有限公司的三種不同的測試儀型號，包括A/AD系列傳統(tǒng)測試儀、F系列光數(shù)字化測試儀、B系列數(shù)模一體化測試儀，進行了實現(xiàn)和驗證，TCP實現(xiàn)過程如表4所示。

5 結(jié)論

本文結(jié)合繼電保護自動測試的需求，通過對繼電保護裝置邏輯測試功能的抽象，提出了一套標準化的繼電保護測試功能數(shù)據(jù)接口，并以此為基礎，設計出一種基于XML的通用的繼電保護自動測試接口，從而實現(xiàn)了繼電保護測試儀的標準化控制。通過在廣東昂立電氣自動化有限公司三種不同的測試儀型號的實現(xiàn)和驗證，證明了該接口的通用性和可行性，可以進一步推廣應用到其他廠家的測試儀，從而實現(xiàn)自動測試系統(tǒng)對多種繼電保護測試儀的兼容性。