０ 引言

目前，國(guó)內(nèi)智能變電站繼電保護(hù)產(chǎn)品自動(dòng)測(cè)試均處于起步研究階段［１］。在實(shí)現(xiàn)原理上，基于ＩＥＣ６１８５０標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作性，測(cè)試平臺(tái)可讀取不同設(shè)備制造廠家的保護(hù)裝置的ＩＣＤ文件，驗(yàn)證ＩＣＤ文件的標(biāo)準(zhǔn) 化 和 合 法 性， 解 析 文 件 中 ＬＮ 的 ＤＯ 實(shí) 例 中 定

值、控制字、壓板等自動(dòng)生成測(cè)試模板，根據(jù)研發(fā)和工程實(shí)際需要選取測(cè)試項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試［２］。在實(shí)現(xiàn)方式上，大多借助測(cè)試儀廠家提供的測(cè)試模板通過(guò)編輯復(fù)雜的測(cè)試腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)，缺乏易用性和通用性［３］。由此可看出，目前的自動(dòng)測(cè)試能完成的測(cè)試項(xiàng)目大多**于保護(hù)定值和動(dòng)作時(shí)間精度、軟壓板和控制字有效性等，對(duì)于較復(fù)雜的變壓器保護(hù)中復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)“ＰＴ 異 常 或ＰＴ壓板對(duì)復(fù)壓元件和方向元件的影響”、縱差保護(hù)“ＣＴ 異常判別及ＣＴ異常對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響”等項(xiàng)目，則不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，而這部分項(xiàng)目在人工測(cè)試時(shí)是*費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，是*需要自動(dòng)測(cè)試來(lái)完成的。

在自動(dòng)測(cè)試應(yīng)用過(guò)程中， *重要的就是測(cè)試用例設(shè)計(jì)。測(cè)試用例的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：避免盲目測(cè)試并提高測(cè)試效率；令測(cè)試的實(shí)施重點(diǎn)突出、目的明確；在產(chǎn)品版本更新后只需修正少部分的測(cè)試用例便可展開(kāi)測(cè)試工作，可降低工作強(qiáng)度，縮短項(xiàng)目周期［４］。本文提出了自動(dòng)測(cè)試用例設(shè)計(jì)過(guò)程中一些關(guān)鍵點(diǎn)的解決方案，并在實(shí)踐中加以驗(yàn)證。

１ 自動(dòng)測(cè)試用例設(shè)計(jì)

１．１ 設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

文獻(xiàn)［５］對(duì)測(cè)試用例結(jié)構(gòu)和總體設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述。具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，在總體設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上還需特別關(guān)注以下關(guān)鍵點(diǎn)，這些關(guān)鍵點(diǎn)如果處理不當(dāng)，將嚴(yán)重制約自動(dòng)測(cè)試的順利開(kāi)展。

（１）裝置數(shù)據(jù)集中定值、控 制 字、壓 板、遙 信、ＳＯＥ等名稱(chēng)與測(cè)試用例對(duì)應(yīng)項(xiàng)名稱(chēng)不一致。

（２）修改定值、控制字越界。

（３）修改定值、控制字或投退壓板不成功。

（４）測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致。

（５）兩個(gè)用例執(zhí)行間隔內(nèi)定值、控制字及壓板狀態(tài)。

（６）用例內(nèi)創(chuàng)建重復(fù)或多余的定值、 軟 壓 板、 出口等。

（７）多向后臺(tái)上送報(bào)文。

（８）多段多時(shí)限保護(hù)自動(dòng)測(cè)試的高效率實(shí)現(xiàn)。

１．２ 解決方案

針對(duì)上述關(guān)鍵點(diǎn)，本文提出以下方案。

（１）特征字。一 組 有 特 征、具有一定代表性的字符、詞組，對(duì)應(yīng)于不同保護(hù)裝置不同名稱(chēng)的同一組定值、控制字、壓板、報(bào) 文 等， 以解決測(cè)試用例復(fù)用問(wèn)題， 這 些 字符、詞組稱(chēng)為特征字，如圖１所示。通過(guò)特征字，可建立同一套測(cè)試用例和不同裝置之間的聯(lián)系，解決了測(cè)試用例難以復(fù)用的問(wèn)題。

（２）當(dāng)測(cè)試用例中定值超出裝置范圍時(shí)，測(cè) 試 系 統(tǒng) 應(yīng)給出告警信息，并停止執(zhí)行。如果在測(cè)試過(guò)程中才判斷該用例是否存在錯(cuò)誤，那么將影響自動(dòng)測(cè)試的連貫性，同時(shí)增加人工干預(yù)工作量。為此，在**個(gè)測(cè)試用例執(zhí)行前，增加所有加載用例定值范圍的檢查判別，若存在錯(cuò)誤則給出告警信息，并定位到錯(cuò)誤的測(cè)試用例及錯(cuò)誤的原因，同時(shí)停止執(zhí)行所有測(cè)試用例。

（３）修改定值、控制字或投退保護(hù)壓板時(shí)，若 出 現(xiàn) 修改或投退不成功的情況，則不應(yīng)直接跳過(guò)該用例，而應(yīng)再修改或投 退 一 次； 若成功則繼續(xù)執(zhí)行該用例， 否 則 給 出“定值修改不成功”、“壓板投退失敗”等告警信息，同時(shí)停止執(zhí)行所有測(cè)試用例。還有一種解決方法就是給予用戶一定的設(shè)置權(quán)限，用戶可設(shè)置次數(shù)，如設(shè)置為３次，修改定值或投退壓板連續(xù)３次不成功，則報(bào)錯(cuò)，停止執(zhí)行。

（４）自動(dòng)測(cè)試是否成功的標(biāo)志是測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果是否一致。預(yù)期結(jié)果中主要判別保護(hù)出口和動(dòng)作報(bào)文，兩者中任何一個(gè)與預(yù)期結(jié)果不一致，則判本次測(cè)試失敗，系統(tǒng)用鮮亮的字體提示是出口錯(cuò)誤、 報(bào)文錯(cuò)誤或兩者均錯(cuò)誤。成功用黑色字體顯示，失敗用紅色字體顯示；同時(shí)在該用例前標(biāo)識(shí)“ ”（失?。┗颉?”（成 功）。測(cè) 試 失 敗 后，應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行之后的測(cè)試用例。

（５）自動(dòng)測(cè)試 過(guò) 程 中，需投退保護(hù)相關(guān)壓板、修 改 保護(hù)相關(guān)定值和控制字，執(zhí)行下一個(gè)用例時(shí)，可能要投退其它保護(hù)相關(guān)壓板、修改其它保護(hù)相關(guān)定值和控制字，極端情況下會(huì)出現(xiàn)所有保護(hù)壓板均投入，所有保護(hù)定值和控制字均滿足保 護(hù) 動(dòng) 作 條 件， *終結(jié)果是應(yīng)該動(dòng)作的保護(hù)動(dòng)作，不應(yīng)該動(dòng)作的保護(hù)也動(dòng)作，影響保護(hù)動(dòng)作出口判別。為此，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)允許設(shè)定一套初始值，在該初始值下，保護(hù)*不容易動(dòng)作。在執(zhí)行完一個(gè)用例后，把所有壓板、定值、控制字恢復(fù)為初始值，就可解決上述問(wèn)題。

（６）一個(gè)完整的測(cè)試用例主要包括執(zhí)行文件名稱(chēng)、軟壓板、定值、控制字、報(bào)文、出口，如果用例內(nèi)創(chuàng)建重復(fù)或多余的定值、軟壓板、出口等，那么執(zhí)行該用例時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的判斷結(jié)果。如考核差動(dòng)保護(hù)軟壓板有效性，用例中創(chuàng)建“差動(dòng)保護(hù)軟壓板＝投 入”，但 同 時(shí) 又 創(chuàng) 建“差動(dòng)保護(hù)軟 壓 板 ＝ 退 出”， 執(zhí) 行 該 用 例 時(shí)， 差 動(dòng) 保 護(hù) 應(yīng) 動(dòng)作，但實(shí)際差動(dòng)保護(hù)未動(dòng)作， 從而得出了錯(cuò)誤結(jié)果。 為此，在開(kāi)始自動(dòng)測(cè)試前，增加用例正確性檢查判別，若存在錯(cuò)誤則給出告警信息，并定位到錯(cuò)誤的測(cè)試用例及錯(cuò)誤的原因，同時(shí)停止自動(dòng)測(cè)試。

（７）保護(hù)動(dòng)作時(shí)是否向后臺(tái)上送不相關(guān)報(bào)文，也 是 一項(xiàng)非常重要 的 考 核 內(nèi) 容。 保護(hù)裝置報(bào)文少（少 于 幾 十 條）時(shí)，人工測(cè)試可滿足測(cè)試需要；報(bào)文多（上百條報(bào)文）時(shí)，人工測(cè)試不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易出錯(cuò)。利用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)考核上送報(bào)文正確性具有明顯的優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)允許設(shè)定一套 排 斥 表，把 所 有 ＳＯＥ 和 告 警 信 息 都 加 入 排 斥表。保護(hù)動(dòng)作時(shí)，僅與該保護(hù)相關(guān)的報(bào)文不被排斥，其它多余的報(bào)文均被排斥，且能顯示出具體報(bào)文名稱(chēng)及內(nèi)容。

（８）有些裝置配置多段多時(shí)限保護(hù)，如２２０ｋＶ 變 壓 器保護(hù)裝置復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)配置Ｉ段１～３時(shí)限、ＩＩ段１～３時(shí)限、ＩＩＩ段１～２時(shí) 限，共３段８時(shí) 限，每 個(gè) 時(shí) 限 都 考核定值精度、動(dòng) 作 時(shí) 間、方 向 元 件、復(fù) 壓 元 件、ＰＴ 異 常及壓板退出對(duì)保護(hù)的影響等項(xiàng)目，人工測(cè)試約需２．５ｈ，完成８?jìng)€(gè)時(shí)限測(cè)試約需２０ｈ。以每天工作８ｈ計(jì)，則一個(gè)保護(hù)需２．５天才 能 完 成， 這樣的測(cè)試效率已不能滿足當(dāng)前需要。為解決 該 問(wèn) 題， 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)允許同時(shí)修改多保護(hù)、多時(shí)限定值、控制字、壓板等，允許判別多條報(bào)文和多個(gè)跳閘出口，完成復(fù)壓方向過(guò)流保護(hù)三段８?jìng)€(gè)時(shí)限測(cè)試

項(xiàng)目所需時(shí)間由２．５天減少為２．５ｈ。

１．３ 注意事項(xiàng)

目前，國(guó)內(nèi)一些測(cè)試儀生產(chǎn)廠家也開(kāi)發(fā)了各種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，主要能完成動(dòng)作值精度、動(dòng)作時(shí)間、控制字和壓板有效性、出口傳動(dòng)等項(xiàng)目測(cè)試，但對(duì)于復(fù)雜的保護(hù)功能邏輯測(cè)試則稍顯功能不足。這些自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)*大的優(yōu)點(diǎn)是可自動(dòng)生成測(cè)試用例，比較適合于廠內(nèi)生產(chǎn)環(huán)節(jié)或變電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。本文提出的智能裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)除了支持動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間等項(xiàng)目測(cè)試， 還支持保護(hù)功能邏輯測(cè)試，非常適合于研發(fā)測(cè)試環(huán)節(jié)的測(cè)試，但*大的不足是不支持自動(dòng)生成測(cè)試用例，只能手動(dòng)設(shè)計(jì)測(cè)試用例。而手動(dòng)設(shè)計(jì)測(cè) 試 用 例 是 一 項(xiàng) 復(fù) 雜 繁 瑣 的 工 作， 需 要 注 意 以 下事項(xiàng)。

（１）設(shè)計(jì)用例前必須熟悉被測(cè)裝置，了解其中的保護(hù)配置；然后規(guī)劃測(cè)試項(xiàng)目，*好列出清單，完成一項(xiàng)，標(biāo)注一項(xiàng)。

（２）有些可執(zhí)行文件能重復(fù)利用。如復(fù)壓過(guò)流保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)等均屬于過(guò)流類(lèi)保護(hù)，可共用創(chuàng)建的動(dòng)作 值 和 動(dòng) 作 時(shí) 間 可 執(zhí) 行 文 件， 從而減少一定的工作量。

（３）由于目前的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)或繼電保護(hù)測(cè)試儀還存在穩(wěn)定性不 足 等 問(wèn) 題， 自動(dòng)測(cè)試時(shí)會(huì)給出錯(cuò)誤的判斷結(jié)果，因此出現(xiàn)測(cè)試未通過(guò)情況時(shí)需人工檢查，并*終確定問(wèn)題原因所在。

（４）自動(dòng)測(cè)試用例文件應(yīng)支持文本編輯，以 方 便 批 量生成或修改。

２ 自動(dòng)測(cè)試用例設(shè)計(jì)

實(shí)例下面以２２０ｋＶ 電壓等級(jí)變壓器保護(hù)為例，介紹自動(dòng)測(cè)試用例設(shè)計(jì)時(shí)面臨的一些要點(diǎn)及解決方法，并對(duì)整體應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)。

２．１２２０ｋＶ變壓器保護(hù)主要配置

２２０ｋＶ 變壓器保護(hù)裝置主要配置差動(dòng) 保 護(hù) （縱 差 保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)、增量差動(dòng)保護(hù)）、（高壓側(cè)、中壓側(cè)、低１分支、低２分支、低１電抗器、低２電抗器）復(fù)壓過(guò)流保護(hù)、（高 壓 側(cè)、 中 壓 側(cè)）阻 抗 保 護(hù) （相 間 阻 抗、 接 地 阻抗）、（高壓側(cè)、中壓 側(cè)、低１分 支、低２分 支）零 序 過(guò) 流保護(hù)、（高壓側(cè)、中 壓 側(cè)）間 隙 過(guò) 流 保 護(hù)、（高 壓 側(cè)、中 壓側(cè)）失靈聯(lián)跳保護(hù)及接地變后備保護(hù)（過(guò)流速斷保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、零序過(guò)流保 護(hù)）、公共繞組零序過(guò)流保護(hù)、零 壓 告警保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)等。

２．２ 保護(hù)配置特點(diǎn)

（１）保護(hù)種類(lèi)多，涉及模擬量通道多。

（２）保護(hù)出口矩陣允許整定，開(kāi)出量多。

（３）同類(lèi)型保護(hù)配置在變壓器不同側(cè)。

（４）大部分保護(hù)多段多時(shí)限。

（５）保護(hù)受控 條 件 多，如復(fù)壓過(guò)流保護(hù)帶方向，受 復(fù)壓閉鎖。

２．３ 用例設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于單純過(guò)流保護(hù)或過(guò)壓保護(hù)，自動(dòng)測(cè)試用例僅包括動(dòng)作值及返回系數(shù)、動(dòng)作時(shí)間、壓板有效性、控制字有效性等項(xiàng)目。由于２２０ｋＶ 變壓器保護(hù)配置具有２．２所述主要特點(diǎn)，因此除了上述項(xiàng)目外，還包括一些與保護(hù)功能邏輯相關(guān)的項(xiàng)目，這些項(xiàng)目在設(shè)計(jì)自動(dòng)測(cè)試用例時(shí)非常重要，也是*困難、*復(fù)雜的部分。

要點(diǎn)一：目前的自動(dòng)測(cè)試常用繼電保護(hù)測(cè)試儀模擬量輸出通道都是有限且略顯不足的，如某智能繼電保護(hù)測(cè)試儀支持常規(guī)模擬量和小信號(hào)輸出，常規(guī)模擬量*多輸出６路電流和６路電壓，小信號(hào)*多輸出１２路（１２路電流、１２路電壓、３路電流＋９路電壓等均可靈活搭配）模擬量。而考核復(fù)壓 過(guò) 流 保 護(hù)“ＰＴ 異 常 或 ＰＴ 壓板對(duì)復(fù)壓元件的影響”時(shí)，需要３路電流和１２路電壓，因此目前測(cè)試儀不能滿足測(cè)試需求。

要點(diǎn)二：復(fù)壓過(guò)流保護(hù)在變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、低１分支和低２分支均配 置，保 護(hù) 定 值、控 制 字 相 同，不 同的只是參引和保護(hù)動(dòng)作報(bào)文。*簡(jiǎn)單的做法就是設(shè)計(jì)４套測(cè)試用例，分別完成上述各側(cè)復(fù)壓過(guò)流保護(hù)自動(dòng)測(cè)試，但存在繁瑣且低效的問(wèn)題，其它保護(hù)也面臨這個(gè)難題。

要點(diǎn)三：保護(hù)配置多，但設(shè)計(jì)用例不一定多。為了提高自動(dòng)測(cè)試效率，一個(gè)自動(dòng)測(cè)試用例應(yīng)完成盡可能多的測(cè)試項(xiàng)目，而且不能出現(xiàn)錯(cuò)誤測(cè)試結(jié)果，因此要求設(shè)計(jì)者熟悉保護(hù)原理，能熟練使用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。

要點(diǎn)四：對(duì)于ＳＶ 采樣 保 護(hù) 裝 置，測(cè)試過(guò)程中不需換線，人工干預(yù)少，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的“自動(dòng)測(cè)試”；而模擬量采樣保護(hù)裝置受限于測(cè)試儀通道數(shù)量，測(cè)試過(guò)程中需換線，人工干預(yù)多，不能稱(chēng)為真正意義上的“自動(dòng)測(cè)試”，因此設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)需綜合考慮，盡可能減少人為參與。

２．４ 關(guān)鍵問(wèn)題解決方法

介紹一種通道復(fù)用方法，解決測(cè)試儀通道不足問(wèn)題。該方法采用小信號(hào)輸出，通過(guò)以下兩種方式實(shí)現(xiàn)。

（１）電壓電流 公 用 法。如 小 信 號(hào) 輸 出４組 電 壓，分 別接入保護(hù)裝置高壓側(cè)電壓、中壓側(cè)電壓、低１分支電壓和低２分支電壓通道，考核某側(cè)保護(hù)時(shí)把該側(cè)電流并聯(lián)到該側(cè)電壓通道即可。

（２）電壓電壓公用法。如小信號(hào)輸出３組電壓、１組電流，１組電流接入 高 壓 側(cè) 電 流 通 道，３組電壓分別接入裝置高壓側(cè)電壓、中壓側(cè)電壓、低１分支電壓和低２分支電壓中的３組電壓通道，剩余１組電壓可根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目選擇并到另外３組電壓中的任一電壓通道。

兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。**種方法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試過(guò)程中不需換線，減少測(cè)試時(shí)間，測(cè)試效率相對(duì)較高；缺點(diǎn)是部分項(xiàng)目不能考核。**種方法的優(yōu)點(diǎn)是所有項(xiàng)目均可考核，更大程度上保證測(cè)試質(zhì)量；但缺點(diǎn)是測(cè)試過(guò)程中需換線，測(cè)試效率相對(duì)較低。從保證測(cè)試質(zhì)量方面考慮，**種方法較 好； 從保證測(cè)試效率方面考慮， 第 一 種 方 法 較好。目前采用較多的是**種方法，應(yīng)用效果.

３ 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)解決關(guān)鍵技術(shù)，目前自主開(kāi)發(fā)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，特別是變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、線路保護(hù)及測(cè)控裝置等開(kāi)展自動(dòng)測(cè)試情況較好。但需采用測(cè)試儀特定模塊才能模擬的工況，如系統(tǒng)振蕩及振蕩中故障、ＣＴ飽和等項(xiàng)目，目前還無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè) 試。自 動(dòng) 測(cè) 試 系統(tǒng)如何嵌入定制模塊以實(shí)現(xiàn)一些特殊試驗(yàn)項(xiàng)目的自主模擬，如何自動(dòng)、快速生成復(fù)雜保護(hù)功能邏輯自動(dòng)測(cè)試用例