繼電保護自動測試接口設計范文

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摘要

本文結合繼電保護自動測試的需求，針對測試系統中的保護邏輯測試和繼電保護測試儀控制進行了標準化設計，提出了一種基于XML的通用的繼電保護自動測試接口，并以此為基礎，在廣東昂立電氣自動化有限公司的三種不同的測試儀型號上進行了實現和驗證，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，從而實現自動測試系統對多種繼電保護測試儀的兼容性。

關鍵詞

繼電保護；自動測試；測試儀驅動保護；邏輯測試

1引言

自動測試系統的測試項目以保護的邏輯測試為核心，邏輯測試需要驅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容：標準化的繼電保護測試功能數據，標準化的測試儀控制。目前的自動測試系統開發模式基本上還是以各測試儀生產廠家自行開發為主。各廠家開發自動測試時基本上都是采用自定義的測試參數，并且只針對本廠家的測試儀提供控制接口，在系統設計時沒有從架構上考慮對別的廠家測試儀器的兼容性，不僅限制了自動測試用戶對于測試儀的自主選擇權，也給自動測試系統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據接口，并以此為基礎，通過對各測試儀生產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據接口

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、發變組保護、發電機保護、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據、測試后應記錄的結果數據。以“距離保護”為例，距離保護的工作原理為“三相系統發生短路故障時，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，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的短路故障，所以還必須提供相應的短路計算參數，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果為在規定的時間范圍內跳開斷路器的ABC相接點，所以測試結果數據表現現為A、B、C相跳閘時間?；谝陨戏椒?，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據接口。每一種測試功能數據接口包括三部分，分別為測試項目標識、測試數據、結果數據，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據接口描述如下圖所示，左側為樹狀結構描述，右側為XML描述，其中clsid部分為測試項目標識，params部分為測試數據，result部分為結果數據。如圖1所示。

3標準化的繼電保護測試儀控制接口

自動測試系統要完成保護的邏輯測試，必須通過與測試儀器的數據交互，控制測試儀實現電壓電流輸出，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，同時結合標準化的繼電保護測試功能數據接口，設計出一套測試儀控制的通用接口，從而實現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（網口）與PC機通訊；（2）測試參數下載；（3）測試執行；（4）測試結果獲??；由此可以根據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、開出量發送、開入量狀態讀取等等。其中“測試參數下載”和“測試結果獲取”兩個操作需要提供相關數據，這一部分的數據已經通過前面標準化的繼電保護測試功能數據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方式自動測試的測試儀控制接口實現包括“客戶端”和“服務器端”兩部分?？蛻舳擞勺詣訙y試系統通過“自動測試服務進程”的方式實現，包括發送下行消息、接收測試儀的上行反饋信息，包括開入接點的變位、測試結果等事件。服務器端由具體的測試儀生產廠家提供實現，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、上行事件的發送等等?？蛻舳撕头掌鞫酥g采用TCP協議進行數據傳輸，數據格式定義為XML格式，服務器端的端口固定為TCP4566。

3.2.1客戶端和服務器端之間的通訊數據結構定義如表3所示。

3.2.2客戶端和服務器端之間的通訊數據編碼方式定義

4應用舉例

按照本文提出的標準化的測試功能數據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系列傳統測試儀、F系列光數字化測試儀、B系列數模一體化測試儀，進行了實現和驗證，TCP實現過程如表4所示。

5結論

本文結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據接口，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，從而實現自動測試系統對多種繼電保護測試儀的兼容性。

參考文獻

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[3]朱忠亭,張沛超,汪可友.等基于自動測試的繼電保護測試軟件研究[J].繼電器,2004,32(17):31-33.

作者：王增超 袁亮榮 劉世丹 梁博 單位：廣東電網公司電力調度控制中心