0 引言

隨著智能電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，對智能電子設(shè)備的測試要求也越來越高。目前大多數(shù)的測試是通過測試儀對被測裝置輸入量值控制并取得反饋來進(jìn)行性能測試，其中大多是重復(fù)性的操作，測試過程中會占用大量的人力物力。另外測試過程要能夠較真實(shí)地模擬系統(tǒng)故障，其要求專業(yè)人員對保護(hù)原理及測試方法非常清楚，這就對測試人員的測試能力有一定要求。繼電保護(hù)自動測試方法的提出對減輕測試人員的工作量、提高測試效率和測試準(zhǔn)確性都有著積極的作用［1］。

目前已有的繼電保護(hù)自動測試系統(tǒng)，針對不同的測試對象需要編輯不同的測試條件，大部分的測試系統(tǒng)都需要在單項(xiàng)測試前通過手動搭建所需測試環(huán)境，自動測試文件的編輯復(fù)雜而繁瑣［2］?；?IEC 61850數(shù)字化測試儀的繼電保護(hù)自動測試方案，提出了根據(jù)將測試過程和量值加載固化的原則對測試方法進(jìn)行改進(jìn)。所有的測試項(xiàng)目只需編輯一次測試邏輯，將其保存在測試用例集中，以后再進(jìn)行同性質(zhì)測試時，可從測試用例集中調(diào)取出來直接測試。被測對象測試項(xiàng)目描述每個測試對象的性能測試項(xiàng)目的內(nèi)容以及測試項(xiàng)目間的邏輯關(guān)系，測試時可根據(jù)引擎所提供的測試項(xiàng)目的模型靈活定義測試方案。通過 61850 監(jiān)控后臺，使得遠(yuǎn)方定值可整定并遙控，可一次性對設(shè)備上所有保護(hù)進(jìn)行測試，大大提高了自動測試的效率和準(zhǔn)確性［3］。

1 自動測試系統(tǒng)組成

自動測試系統(tǒng)主要由 PC 機(jī)、數(shù)字繼電保護(hù)測試儀、被測裝置、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)中配置有自動測試軟件、一次特征字和 61850 配置文件，測試系統(tǒng)連通后，被測裝置的當(dāng)前定值區(qū)所有定值都被測試軟件讀取出，這樣自動測試引擎就與被測裝置的定值同步。

PC 機(jī)負(fù)責(zé)測試腳本的編輯，試驗(yàn)時首先通過測試用例腳本的形式描述用戶傳統(tǒng)的對數(shù)字化保護(hù)的測試工作過程，每一項(xiàng)的測試業(yè)務(wù)都可添加到測試用例腳本中。試驗(yàn)時編輯測試用例腳本中的測試內(nèi)容，設(shè)定結(jié)束條件等。對編輯好后的自動測試用例庫，PC 機(jī)發(fā)出命令控制繼電保護(hù)測試儀輸出開關(guān)量信號，在選擇好測試序列和測試方案后，軟件開始通過測試儀對被測裝置批量測試。

測試儀是保護(hù)動作及測試環(huán)境的載體，在接收到命令后發(fā)出 SMV 量值。測試引擎通過故障序列對電力故障過程進(jìn)行仿真，同時接收被測裝置 GOOSE 量，

獲取被測裝置定值、壓板等信息，并根據(jù)實(shí)時情況判斷被測裝置信息，做出測試判斷。測試的信息動態(tài)顯示在自動測試控制中心界面，以便用戶瀏覽查看。

2 自動測試控制方法

測試時自動測試系統(tǒng)需要解決兩個關(guān)鍵問題。**是如何自動模擬故障場景，另一個是如何監(jiān)測到被測保護(hù)裝置的反饋、出口以及出口延時，形成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。這個問題*終需利用許繼 61850 數(shù)字化后臺監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

2． 1 故障模擬數(shù)據(jù)自動生成方法

DＲT802 數(shù)字化測試儀中的狀態(tài)序列模塊為自動測試用例提供了完善的平臺引擎，自動測試文件驅(qū)動狀態(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。通常一個故障由三個及三個以上狀態(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)自動測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)元件動作出口的故障量，例如門檻值測試時只需要在門檻值左右模擬兩個故障點(diǎn)，啟動測試便可測試出邊界。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)之間不會相互干擾，一般采用定時維持正常運(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。對于關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幅值多少、加量時間的設(shè)定都可以自動執(zhí)行，自動測試開發(fā)中引入* ． ase 腳本語法，可以編輯根據(jù)被測裝置的定值來設(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裝置的反饋以及自動判斷測試結(jié)果預(yù)留足夠的時間，產(chǎn)生事件以及報(bào)告上送。

2． 2 被測裝置反饋監(jiān)視

數(shù)字化測試儀可以通過 GOOSE 監(jiān)視到被測裝置的故障反饋，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)字化后臺監(jiān)控系統(tǒng)

平臺引擎，可以實(shí)時監(jiān)測被測裝置的故障事件和報(bào)告上送詳情。同時 61850 數(shù)字化后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過遠(yuǎn)方整定遙控功能，可以對裝置進(jìn)行特定情況下的試驗(yàn)。用戶不用手動整定裝置，完全實(shí)現(xiàn)自動化操作。自動測試系統(tǒng)通過導(dǎo)入被測裝置的 61850 模型配置文件，提取出遙控遙信定值和遙測量數(shù)據(jù)，通過編輯特征字映射，確保保護(hù)量數(shù)據(jù)的引用在腳本中的**性。試驗(yàn)時通過編寫自動測試腳本，實(shí)現(xiàn)交付自動測試系統(tǒng)的自動執(zhí)行。

自動測試腳本的操作對象其實(shí)就是特征字，特征字映射對應(yīng)的保護(hù)量數(shù)據(jù)，同時可依據(jù)用例自動生成腳本* ． ase 自動生成測試用例。

2． 3 關(guān)鍵技術(shù)

自動測試系統(tǒng)控制數(shù)字化測試儀，通過 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。自動測試系統(tǒng)控制被測裝置，通過 61850MMS 數(shù)字化后臺監(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)。自動測試系統(tǒng)由 delphi 編程開發(fā)，其他庫由 C 語言開發(fā)，混合編程模式實(shí)現(xiàn)所有功能。

3 自動測試文件組成及腳本管理方法

自動測試需涵蓋模擬量采樣測試、定值范圍和精度測試、保護(hù)邏輯測試、后臺通信功能測試等，測試項(xiàng)目如下［1 － 2］。

① 模擬量功能測試，包含有模擬量突變量門檻值測試、模擬量零死區(qū)門檻值測試、模擬量品質(zhì)因數(shù)測試、模擬量周期參數(shù)測試。

② 定值范圍測試，包含有定值初始值測試、定值*大值測試、定值*小值測試、定值步長測試。

③ 保護(hù)邏輯功能測試，包含保護(hù)邏輯驗(yàn)證、保護(hù)邏輯閉鎖驗(yàn)證。

④ 主站功能測試，包含遙控功能測試、遙測誤差測試、遙信功能測試。

對于如此多的測試種類，需要一個有效的方法建立各類測試用例來組成用例集。自動測試系統(tǒng)的**點(diǎn)就在于用戶設(shè)定參數(shù)以及對數(shù)字化保護(hù)的測試流程配置數(shù)據(jù)化，形成自動測試的流程配置數(shù)據(jù)文件，自動驅(qū)動測試。首先建立一個通用的測試平臺，實(shí)現(xiàn)對測試數(shù)據(jù)的保存、管理以及使用，使自動測試系統(tǒng)能夠和測試儀、被測裝置無縫通信，*終實(shí)現(xiàn)智能化、自動化測試。

系統(tǒng)導(dǎo)入 SCD 后自動形成待測保護(hù)的安全技術(shù)方案，自動讀入保護(hù)定值單，自動產(chǎn)生可靠動作與不動作的故障測試量，程序控制保護(hù)裝置的全過程測試，*后形成測試報(bào)告并存儲。

3． 1 自動測試文件組成

自動測試文件功能說明如表 1 所示。

一個完整的自動測試腳本包含以下幾個元素。

① 故障模擬方案配置文件，后綴名為* ． se，該文件用來描述測試儀加量方案。

② 自動測試腳本* ． tcase 文件，該文件用來描述自動測試引擎的動作，包括測試條件準(zhǔn)備、遙控壓板投退、定值整定等; 驅(qū)動測試儀加量; 反饋判據(jù)描述，據(jù)此給出測試結(jié)果。測試用例腳本文件通過輸入試驗(yàn)條件來實(shí)現(xiàn)定值控制和壓板控制，并且輸入測試判據(jù)來判斷試驗(yàn)結(jié)果，輸出測試儀反饋信息，保護(hù)出口動作信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)錄波。試驗(yàn)時可以使用任意一種編輯工具進(jìn)行編輯，編輯時按照指定格式。測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、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，測試儀計(jì)量結(jié)果判定。

③ 自動本地化用例腳本* ． ase，描述如何自動根據(jù)被測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

自動測試模板編輯流程如下。

① 編寫測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 加載被測類型裝置 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 編寫基于特征字的自動測試腳本文件* ． 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、測試判據(jù)以及結(jié)果判定邏輯。

④ 編寫自動本地化腳本文件* ． ase，基于被測裝置核心定值門檻，動態(tài)設(shè)置出口邏輯，配置加量方案，限定出口時限門檻。

⑤ 模擬測試模板的正確性，正確入庫保存，方便以后裝置的大量測試。測試用例包含故障量配置方案的生成。該部分控制裝置自動動作，用例以模板形式固定下來并直接面向測試業(yè)務(wù)編寫針對具體裝置的測試。對自動測試模板編輯的實(shí)質(zhì)即為將測量流程固化下來的過程。測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。

［測試類型］各種保護(hù)功能測試［對應(yīng)文件］過流一段/Uabc 精度( 1． 025) ． se［軟壓板］YK: 過流一段軟壓板 = 投入 | YX: 過流一段軟壓板……

［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: 過流一段動作 = 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)，目前都寫成“［測試類型］各種保護(hù)功能測試”，腳本**行設(shè)置測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試儀計(jì)量時間，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; 不相等，則不通過。測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)分開存儲、se 格式存儲文件的形成。ase 腳本語法根據(jù)被測裝置具體定值和壓板，自動形成故障加量邏輯。

腳本驅(qū)動的測試用例生成方式，一定程度上解決了用例通用性不高的問題。對于任意臺被測裝置，從測試用例庫中挑出合適的測試模板后，通過腳本編輯

很快即可適應(yīng)本次測試裝置的需要，生成針對被測裝置的全套測試用例。自動測試系統(tǒng)獲取被測裝置的當(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，把被測裝置的*新定值同步到自動測試引擎中。

自動測試執(zhí)行流程框圖如圖 2 所示。

測試引擎根據(jù)實(shí)際值批量生成被測裝置同步的測試用例，之后便可自動測試，測試流程如下。

① 加載被測裝置 61850 配置文件( * ． scd 或者* ． cid) ，連接被測裝置，讀取定值。連接裝置時，首先將 PC 連接到被測裝置站控層網(wǎng)絡(luò)口，PC 上的網(wǎng)口地址要和被測裝置的網(wǎng)口地址在同一網(wǎng)段。被測裝置CID 或者其所在站的整站 SCD 配置文件需要傳輸?shù)綔y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)入被測裝置的配置文件，可以看到裝置的遙控、遙測、遙信和定值表。導(dǎo)入 SCD 時，需選擇對應(yīng)裝置，一次只能測試一個裝置。

③ 根據(jù)自動測試模板序列* ． asp，加載進(jìn)入自動測試引擎。

④ 智能本地化，自動生成本地自動測試方案序列。

⑤ 啟動自動測試引擎執(zhí)行本地自動測試方案序列，各個用例自動給出測試結(jié)果。啟動測試時先啟動測試儀客戶端，保證測試客戶端和測試儀聯(lián)機(jī)正常。測試完成后可以閱讀網(wǎng)頁格式的測試報(bào)告。

4 自動測試案例

自動測試可根據(jù)設(shè)備信號和定值，制定出測試方案，并在現(xiàn)場進(jìn)行一次性全部保護(hù)測試?，F(xiàn)以 WXH813b型高壓線路保護(hù)裝置為例，其可一次性完成對其包括過流保護(hù)、零序保護(hù)、距離保護(hù)、光纖縱差保護(hù)、TV 斷線過流保護(hù)等所有的保護(hù)測試。

5 結(jié)束語

自動測試系統(tǒng)通過對測試用例腳本文件、測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)測試方案的自動生成，并可對智能電子設(shè)備的各項(xiàng)功能進(jìn)行自動測試，從而提高測試效率和準(zhǔn)確率。對于測試用例自動生成技術(shù)、測試環(huán)境自動配置技術(shù)的**屬于國內(nèi)首例。該方法大大提高了智能變電站繼電保護(hù)測試效率，減少了繼保人員的工作量，緩解了定檢時繼保人員短缺、工作壓力大的現(xiàn)狀。自動測試將避免人工測試帶來的測試結(jié)果不穩(wěn)定、測試數(shù)據(jù)保存**等問題。另外自動測試生成的測試報(bào)告可長久保存，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)。