0 引言
隨著智能電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對(duì)智能電子設(shè)備的測(cè)試要求也越來(lái)越高。目前大多數(shù)的測(cè)試是通過(guò)測(cè)試儀對(duì)被測(cè)裝置輸入量值控制并取得反饋來(lái)進(jìn)行性能測(cè)試，其中大多是重復(fù)性的操作，測(cè)試過(guò)程中會(huì)占用大量的人力物力。另外測(cè)試過(guò)程要能夠較真實(shí)地模擬系統(tǒng)故障，其要求專業(yè)人員對(duì)保護(hù)原理及測(cè)試方法非常清楚，這就對(duì)測(cè)試人員的測(cè)試能力有一定要求。繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試方法的提出對(duì)減輕測(cè)試人員的工作量、提高測(cè)試效率和測(cè)試準(zhǔn)確性都有著積極的作用［1］。
目前已有的繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，針對(duì)不同的測(cè)試對(duì)象需要編輯不同的測(cè)試條件，大部分的測(cè)試系統(tǒng)都需要在單項(xiàng)測(cè)試前通過(guò)手動(dòng)搭建所需測(cè)試環(huán)境，自動(dòng)測(cè)試文件的編輯復(fù)雜而繁瑣［2］。基于 IEC 61850數(shù)字化測(cè)試儀的繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試方案，提出了根據(jù)將測(cè)試過(guò)程和量值加載固化的原則對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行改進(jìn)。所有的測(cè)試項(xiàng)目只需編輯一次測(cè)試邏輯，將其保存在測(cè)試用例集中，以后再進(jìn)行同性質(zhì)測(cè)試時(shí)，可從測(cè)試用例集中調(diào)取出來(lái)直接測(cè)試。被測(cè)對(duì)象測(cè)試項(xiàng)目描述每個(gè)測(cè)試對(duì)象的性能測(cè)試項(xiàng)目的內(nèi)容以及測(cè)試項(xiàng)目間的邏輯關(guān)系，測(cè)試時(shí)可根據(jù)引擎所提供的測(cè)試項(xiàng)目的模型靈活定義測(cè)試方案。通過(guò) 61850 監(jiān)控后臺(tái)，使得遠(yuǎn)方定值可整定并遙控，可一次性對(duì)設(shè)備上所有保護(hù)進(jìn)行測(cè)試，大大提高了自動(dòng)測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性［3］。
1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)組成
自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)主要由 PC 機(jī)、數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀、被測(cè)裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)構(gòu)成，如圖 1 所示。圖 1( a)為不含交換機(jī)方式，圖 1( b) 為含交換機(jī)方式。PC 機(jī)中配置有自動(dòng)測(cè)試軟件、一次特征字和 61850 配置文件，測(cè)試系統(tǒng)連通后，被測(cè)裝置的當(dāng)前定值區(qū)所有定值都被測(cè)試軟件讀取出，這樣自動(dòng)測(cè)試引擎就與被測(cè)裝置的定值同步。
PC 機(jī)負(fù)責(zé)測(cè)試腳本的編輯，試驗(yàn)時(shí)首先通過(guò)測(cè)試用例腳本的形式描述用戶傳統(tǒng)的對(duì)數(shù)字化保護(hù)的測(cè)試工作過(guò)程，每一項(xiàng)的測(cè)試業(yè)務(wù)都可添加到測(cè)試用例腳本中。試驗(yàn)時(shí)編輯測(cè)試用例腳本中的測(cè)試內(nèi)容，設(shè)定結(jié)束條件等。對(duì)編輯好后的自動(dòng)測(cè)試用例庫(kù)，PC 機(jī)發(fā)出命令控制繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，在選擇好測(cè)試序列和測(cè)試方案后，軟件開(kāi)始通過(guò)測(cè)試儀對(duì)被測(cè)裝置批量測(cè)試。
測(cè)試儀是保護(hù)動(dòng)作及測(cè)試環(huán)境的載體，在接收到命令后發(fā)出 SMV 量值。測(cè)試引擎通過(guò)故障序列對(duì)電力故障過(guò)程進(jìn)行仿真，同時(shí)接收被測(cè)裝置 GOOSE 量，
獲取被測(cè)裝置定值、壓板等信息，并根據(jù)實(shí)時(shí)情況判斷被測(cè)裝置信息，做出測(cè)試判斷。測(cè)試的信息動(dòng)態(tài)顯示在自動(dòng)測(cè)試控制中心界面，以便用戶瀏覽查看。
2 自動(dòng)測(cè)試控制方法
測(cè)試時(shí)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)需要解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。**是如何自動(dòng)模擬故障場(chǎng)景，另一個(gè)是如何監(jiān)測(cè)到被測(cè)保護(hù)裝置的反饋、出口以及出口延時(shí)，形成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。這個(gè)問(wèn)題*終需利用許繼 61850 數(shù)字化后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
2． 1 故障模擬數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法
DＲT802 數(shù)字化測(cè)試儀中的狀態(tài)序列模塊為自動(dòng)測(cè)試用例提供了完善的平臺(tái)引擎，自動(dòng)測(cè)試文件驅(qū)動(dòng)狀態(tài)序列模塊生成故障模擬文件。該文件格式是通用
的 xml 格式編輯的。通常一個(gè)故障由三個(gè)及三個(gè)以上狀態(tài)組成，分別為故障前狀態(tài)、故障狀態(tài)、故障后狀態(tài)。首先，軟件根據(jù)自動(dòng)測(cè)試用例所需要的元件進(jìn)行設(shè)定，選擇足以觸發(fā)保護(hù)元件動(dòng)作出口的故障量，例如門(mén)檻值測(cè)試時(shí)只需要在門(mén)檻值左右模擬兩個(gè)故障點(diǎn)，啟動(dòng)測(cè)試便可測(cè)試出邊界。故障前狀態(tài)用于保護(hù)狀態(tài)恢復(fù)正常運(yùn)行態(tài)，用以確保兩次保護(hù)試驗(yàn)之間不會(huì)相互干擾，一般采用定時(shí)維持正常運(yùn)行數(shù)據(jù)加量即可，故障狀態(tài)的數(shù)據(jù)設(shè)置才是關(guān)鍵。對(duì)于關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幅值多少、加量時(shí)間的設(shè)定都可以自動(dòng)執(zhí)行，自動(dòng)測(cè)試開(kāi)發(fā)中引入* ． ase 腳本語(yǔ)法，可以編輯根據(jù)被測(cè)裝置的定值來(lái)設(shè)定故障量數(shù)據(jù)。故障后狀態(tài)是為了給本次故障被測(cè)裝置的反饋以及自動(dòng)判斷測(cè)試結(jié)果預(yù)留足夠的時(shí)間，產(chǎn)生事件以及報(bào)告上送。
2． 2 被測(cè)裝置反饋監(jiān)視
數(shù)字化測(cè)試儀可以通過(guò) GOOSE 監(jiān)視到被測(cè)裝置的故障反饋，但是僅僅這樣還不夠可靠。為保證獲得可靠信息，系統(tǒng)采用許繼 61850 數(shù)字化后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)
平臺(tái)引擎，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)裝置的故障事件和報(bào)告上送詳情。同時(shí) 61850 數(shù)字化后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)方整定遙控功能，可以對(duì)裝置進(jìn)行特定情況下的試驗(yàn)。用戶不用手動(dòng)整定裝置，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)入被測(cè)裝置的 61850 模型配置文件，提取出遙控遙信定值和遙測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)編輯特征字映射，確保保護(hù)量數(shù)據(jù)的引用在腳本中的**性。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)編寫(xiě)自動(dòng)測(cè)試腳本，實(shí)現(xiàn)交付自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)執(zhí)行。
自動(dòng)測(cè)試腳本的操作對(duì)象其實(shí)就是特征字，特征字映射對(duì)應(yīng)的保護(hù)量數(shù)據(jù)，同時(shí)可依據(jù)用例自動(dòng)生成腳本* ． ase 自動(dòng)生成測(cè)試用例。
2． 3 關(guān)鍵技術(shù)
自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)控制數(shù)字化測(cè)試儀，通過(guò) TCP/IP 私有協(xié)議傳送配置文件和命令下發(fā)，以及狀態(tài)數(shù)據(jù)上送。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)控制被測(cè)裝置，通過(guò) 61850MMS 數(shù)字化后臺(tái)監(jiān)控，遠(yuǎn)方整定定值遙控壓板投退功能、報(bào)告訂閱、調(diào)取錄波數(shù)據(jù)等服務(wù)。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由 delphi 編程開(kāi)發(fā)，其他庫(kù)由 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，混合編程模式實(shí)現(xiàn)所有功能。
3 自動(dòng)測(cè)試文件組成及腳本管理方法
自動(dòng)測(cè)試需涵蓋模擬量采樣測(cè)試、定值范圍和精度測(cè)試、保護(hù)邏輯測(cè)試、后臺(tái)通信功能測(cè)試等，測(cè)試項(xiàng)目如下［1 － 2］。
① 模擬量功能測(cè)試，包含有模擬量突變量門(mén)檻值測(cè)試、模擬量零死區(qū)門(mén)檻值測(cè)試、模擬量品質(zhì)因數(shù)測(cè)試、模擬量周期參數(shù)測(cè)試。
② 定值范圍測(cè)試，包含有定值初始值測(cè)試、定值*大值測(cè)試、定值*小值測(cè)試、定值步長(zhǎng)測(cè)試。
③ 保護(hù)邏輯功能測(cè)試，包含保護(hù)邏輯驗(yàn)證、保護(hù)邏輯閉鎖驗(yàn)證。
④ 主站功能測(cè)試，包含遙控功能測(cè)試、遙測(cè)誤差測(cè)試、遙信功能測(cè)試。
對(duì)于如此多的測(cè)試種類(lèi)，需要一個(gè)有效的方法建立各類(lèi)測(cè)試用例來(lái)組成用例集。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的**點(diǎn)就在于用戶設(shè)定參數(shù)以及對(duì)數(shù)字化保護(hù)的測(cè)試流程配置數(shù)據(jù)化，形成自動(dòng)測(cè)試的流程配置數(shù)據(jù)文件，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)測(cè)試。首先建立一個(gè)通用的測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的保存、管理以及使用，使自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)能夠和測(cè)試儀、被測(cè)裝置無(wú)縫通信，*終實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化測(cè)試。
系統(tǒng)導(dǎo)入 SCD 后自動(dòng)形成待測(cè)保護(hù)的安全技術(shù)方案，自動(dòng)讀入保護(hù)定值單，自動(dòng)產(chǎn)生可靠動(dòng)作與不動(dòng)作的故障測(cè)試量，程序控制保護(hù)裝置的全過(guò)程測(cè)試，*后形成測(cè)試報(bào)告并存儲(chǔ)。
3． 1 自動(dòng)測(cè)試文件組成
自動(dòng)測(cè)試文件功能說(shuō)明如表 1 所示。
一個(gè)完整的自動(dòng)測(cè)試腳本包含以下幾個(gè)元素。
① 故障模擬方案配置文件，后綴名為* ． se，該文件用來(lái)描述測(cè)試儀加量方案。
② 自動(dòng)測(cè)試腳本* ． tcase 文件，該文件用來(lái)描述自動(dòng)測(cè)試引擎的動(dòng)作，包括測(cè)試條件準(zhǔn)備、遙控壓板投退、定值整定等; 驅(qū)動(dòng)測(cè)試儀加量; 反饋判據(jù)描述，據(jù)此給出測(cè)試結(jié)果。測(cè)試用例腳本文件通過(guò)輸入試驗(yàn)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)定值控制和壓板控制，并且輸入測(cè)試判據(jù)來(lái)判斷試驗(yàn)結(jié)果，輸出測(cè)試儀反饋信息，保護(hù)出口動(dòng)作信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)錄波。試驗(yàn)時(shí)可以使用任意一種編輯工具進(jìn)行編輯，編輯時(shí)按照指定格式。測(cè)試用例腳本為文本格式，易讀，直觀，使用任何文本編輯工具即可編寫(xiě)、修改。裝置定值整定，壓板投退，裝置站控層出口信息監(jiān)視判定，測(cè)試儀計(jì)量結(jié)果判定。
③ 自動(dòng)本地化用例腳本* ． ase，描述如何自動(dòng)根據(jù)被測(cè)裝置定值和壓板狀態(tài)生成用例的規(guī)則。
3． 2 腳本編輯方法
自動(dòng)測(cè)試模板編輯流程如下。
① 編寫(xiě)測(cè)試儀故障加量配置數(shù)據(jù)、故障前狀態(tài)、故障狀態(tài)、故障后狀態(tài)設(shè)置，保存為基于 xml 格式的 se文件。
② 加載被測(cè)類(lèi)型裝置 61850 規(guī)約的 ICD 配置文件，為定值、遙信和遙控等映射特征字，注意特征字的**性。
③ 編寫(xiě)基于特征字的自動(dòng)測(cè)試腳本文件* ． tcase，涉及到本次故障的試驗(yàn)條件、相關(guān)定值、壓板控制、操作步驟、測(cè)試判據(jù)以及結(jié)果判定邏輯。
④ 編寫(xiě)自動(dòng)本地化腳本文件* ． ase，基于被測(cè)裝置核心定值門(mén)檻，動(dòng)態(tài)設(shè)置出口邏輯，配置加量方案，限定出口時(shí)限門(mén)檻。
⑤ 模擬測(cè)試模板的正確性，正確入庫(kù)保存，方便以后裝置的大量測(cè)試。測(cè)試用例包含故障量配置方案的生成。該部分控制裝置自動(dòng)動(dòng)作，用例以模板形式固定下來(lái)并直接面向測(cè)試業(yè)務(wù)編寫(xiě)針對(duì)具體裝置的測(cè)試。對(duì)自動(dòng)測(cè)試模板編輯的實(shí)質(zhì)即為將測(cè)量流程固化下來(lái)的過(guò)程。測(cè)試用例腳本文件可支持兩種裝置控制服務(wù)，分別是定值整定和壓板控制，舉例如下。
［測(cè)試類(lèi)型］各種保護(hù)功能測(cè)試［對(duì)應(yīng)文件］過(guò)流一段/Uabc 精度( 1． 025) ． se［軟壓板］YK: 過(guò)流一段軟壓板 = 投入 | YX: 過(guò)流一段軟壓板……
［定值整定］DZ: TV 異常退壓元件 = 0
［擴(kuò)展命令］EX: ＲeSetIed，10
［保護(hù)出口］YX: 過(guò)流一段動(dòng)作 = 不出口
［擴(kuò)展判據(jù)］EX: 0 = 1
［定值判據(jù)］DZ: 低電壓閉鎖定值 = 30． 0腳本**行為默認(rèn)，目前都寫(xiě)成“［測(cè)試類(lèi)型］各種保護(hù)功能測(cè)試”，腳本**行設(shè)置測(cè)試儀加量方案配置文件。后續(xù)腳本行為控制裝置命令，出口判定支持裝置遙信出口和測(cè)試儀計(jì)量時(shí)間，還有擴(kuò)展命令判據(jù)判定。*后一行為定值判據(jù)，判定裝置的定值“低電壓閉鎖定值”為 30． 0，如果相等，則通過(guò); 不相等，則不通過(guò)。測(cè)試儀的故障量部分可以包括故障量設(shè)置配置數(shù)據(jù)保存方案、61850 通信參數(shù)設(shè)置和繼電保護(hù)故障量模擬數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)、se 格式存儲(chǔ)文件的形成。ase 腳本語(yǔ)法根據(jù)被測(cè)裝置具體定值和壓板，自動(dòng)形成故障加量邏輯。
腳本驅(qū)動(dòng)的測(cè)試用例生成方式，一定程度上解決了用例通用性不高的問(wèn)題。對(duì)于任意臺(tái)被測(cè)裝置，從測(cè)試用例庫(kù)中挑出合適的測(cè)試模板后，通過(guò)腳本編輯
很快即可適應(yīng)本次測(cè)試裝置的需要，生成針對(duì)被測(cè)裝置的全套測(cè)試用例。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)獲取被測(cè)裝置的當(dāng)前定制區(qū)所有定值，成功獲取定值后導(dǎo)入一次特征字和 61850 配置文件，把被測(cè)裝置的*新定值同步到自動(dòng)測(cè)試引擎中。
自動(dòng)測(cè)試執(zhí)行流程框圖如圖 2 所示。
測(cè)試引擎根據(jù)實(shí)際值批量生成被測(cè)裝置同步的測(cè)試用例，之后便可自動(dòng)測(cè)試，測(cè)試流程如下。
① 加載被測(cè)裝置 61850 配置文件( * ． scd 或者* ． cid) ，連接被測(cè)裝置，讀取定值。連接裝置時(shí)，首先將 PC 連接到被測(cè)裝置站控層網(wǎng)絡(luò)口，PC 上的網(wǎng)口地址要和被測(cè)裝置的網(wǎng)口地址在同一網(wǎng)段。被測(cè)裝置CID 或者其所在站的整站 SCD 配置文件需要傳輸?shù)綔y(cè)試引擎中，而且必須是和裝置上 61850 服務(wù)運(yùn)行的配置文件一致。
② 導(dǎo)入被測(cè)裝置的配置文件，可以看到裝置的遙控、遙測(cè)、遙信和定值表。導(dǎo)入 SCD 時(shí)，需選擇對(duì)應(yīng)裝置，一次只能測(cè)試一個(gè)裝置。
③ 根據(jù)自動(dòng)測(cè)試模板序列* ． asp，加載進(jìn)入自動(dòng)測(cè)試引擎。
④ 智能本地化，自動(dòng)生成本地自動(dòng)測(cè)試方案序列。
⑤ 啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)試引擎執(zhí)行本地自動(dòng)測(cè)試方案序列，各個(gè)用例自動(dòng)給出測(cè)試結(jié)果。啟動(dòng)測(cè)試時(shí)先啟動(dòng)測(cè)試儀客戶端，保證測(cè)試客戶端和測(cè)試儀聯(lián)機(jī)正常。測(cè)試完成后可以閱讀網(wǎng)頁(yè)格式的測(cè)試報(bào)告。
4 自動(dòng)測(cè)試案例
自動(dòng)測(cè)試可根據(jù)設(shè)備信號(hào)和定值，制定出測(cè)試方案，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一次性全部保護(hù)測(cè)試?，F(xiàn)以 WXH813b型高壓線路保護(hù)裝置為例，其可一次性完成對(duì)其包括過(guò)流保護(hù)、零序保護(hù)、距離保護(hù)、光纖縱差保護(hù)、TV 斷線過(guò)流保護(hù)等所有的保護(hù)測(cè)試。
5 結(jié)束語(yǔ)
自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)對(duì)測(cè)試用例腳本文件、測(cè)試加量方案配置文件和智能本地化規(guī)則描述文件的編輯和處理，可實(shí)現(xiàn)測(cè)試方案的自動(dòng)生成，并可對(duì)智能電子設(shè)備的各項(xiàng)功能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，從而提高測(cè)試效率和準(zhǔn)確率。對(duì)于測(cè)試用例自動(dòng)生成技術(shù)、測(cè)試環(huán)境自動(dòng)配置技術(shù)的**屬于國(guó)內(nèi)首例。該方法大大提高了智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試效率，減少了繼保人員的工作量，緩解了定檢時(shí)繼保人員短缺、工作壓力大的現(xiàn)狀。自動(dòng)測(cè)試將避免人工測(cè)試帶來(lái)的測(cè)試結(jié)果不穩(wěn)定、測(cè)試數(shù)據(jù)保存**等問(wèn)題。另外自動(dòng)測(cè)試生成的測(cè)試報(bào)告可長(zhǎng)久保存，甚至可以上傳至電力 MIS 系統(tǒng)，為日后的運(yùn)行維護(hù)提供技術(shù)數(shù)據(jù)。
