1 前言
微機型繼電保護測試儀是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的一種重要測試工具，廣泛應用于繼電保護、勵磁、監(jiān)控等二次系統(tǒng)的裝置測試。微機型繼電保護測試儀在硬件或軟件上存在任何問題，都會造成對二次裝置的不可靠評價，甚至危及被裝置的安全，微機型繼電保護測試儀的準確性和可靠性是開展各項試驗和測試的基礎［1 － 5］。因此，必須對其輸出精度、測試準確度、負載能力、持續(xù)工作能力、可靠性、暫態(tài)輸出性能等指標提出明確的要求，嚴格檢測。
隨著電網(wǎng)裝機容量的增加，微機繼電保護測試儀的測試工作量也將成倍增加?，F(xiàn)有的微機繼電保護測試儀的檢測方法和設備已無法滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，研究和開發(fā)繼電保護測試儀自動檢測平臺迫在眉睫［6 － 9］。
近年來，國內外學者提出了多種繼電保護測試儀的檢測方法和裝置［10 － 14］。文獻 ［10］ 研制開發(fā)了采用 DSP + AVＲ + 嵌入式工控機架構的繼電保護測試儀檢測裝置，以解決繼電保護測試儀檢測要求準確度高、寬頻及多功能等難題。文獻 ［11］ 提出采用模擬鍵盤控制和仿真打印機方案，解決繼電保護測試儀的軟件控制與數(shù)據(jù)通信問題。文獻 ［12］ 提出一種基于 PCI 總線硬件和LabVIEW 軟件的繼電保護測試儀檢驗分析裝置。文獻 ［13］ 應用 LabVIEW 提供的免費 LabSQL 工具包建立與 Access 數(shù)據(jù)庫的連接技術，實現(xiàn) LabVIEW與數(shù)據(jù)庫連接，開發(fā)了獨立的繼電保護測試儀檢驗分析裝置數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。文獻 ［14］ 介紹了現(xiàn)有數(shù)字式繼電保護測試儀的現(xiàn)有檢測技術和檢測需求。
現(xiàn)有文獻主要趨向于采用相關技術來改進繼電保護測試儀的部分檢測項目，缺乏對繼電保護測試儀檢測智能化、系統(tǒng)性的描述。文中提出一種繼電保護測試儀的智能檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用接口規(guī)范技術，能自動控制被檢設備，全自動或半自動檢測網(wǎng)口和 USB 的繼電保護測試儀，生成檢測報告，智能評估被檢設備性能，檢測方案可由用戶自主生成。該系統(tǒng)的提出對提升繼電保護測試儀的檢測質量和速度具有重要的意義。
2 智能檢測系統(tǒng)基本要求
2. 1 繼電保護測試儀的檢測現(xiàn)狀
1) 隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，電廠裝機容量的增多，繼電保護測試儀的檢測工作巨大。目前使用的繼電保護測試儀檢測由人工操作完成，沒有專門的繼電保護測試儀檢測裝置，大量的檢測數(shù)據(jù)計算、原始記錄和檢測證書的出具工作也都需要人工處理。
2) 人工檢測存在不規(guī)范、檢測項目有限等問題。不同的檢測人員數(shù)據(jù)處理的方法不一致，檢測設備的人工選擇為檢測結果會帶來標準不一致性誤差。
3) 測試過程中，被檢設備與標準表之間需要通過硬接線進行連接組成回路，不同的檢測項目之間需要更改接線方式，不僅耗時而且容易出錯，導致設備損壞。
4) 伴隨著計算機技術、通信技術、信息技術的飛速發(fā)展，許多新技術在微機保護設備中得到了應用和嘗試，傳統(tǒng)的檢測方法、計量設備和單一的檢測項目已無法滿足電力系統(tǒng)信息化日新月異的發(fā)展。檢測系統(tǒng)的標準化、系統(tǒng)化、自動化是電網(wǎng)智能化的分支之一。一次設備的智能化，二次設備的網(wǎng)絡化必將促進相應的測試系統(tǒng)和工具不斷完善，做好類型日趨豐富的繼電保護測試儀的檢測工作是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的**關，急需建立適用性強、功能齊備的繼電保護測試儀智能檢測平臺。
2. 2 智能檢測系統(tǒng)的優(yōu)勢
為保證檢測過程安全，杜絕由于人工操作和數(shù)據(jù)處理帶來的錯誤，提高繼電保護測試儀檢測的準確性，檢測項目的可拓展性，提升檢測效率和質量，文中提出的智能檢測系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢:
1) 檢測標準化。各個項目的測試流程由系統(tǒng)開發(fā)人員進行制定，檢測執(zhí)行人員不能修改，以防人工讀取數(shù)據(jù)誤差。
2) 可自主生成檢測方案。由于繼電保護測試儀的用途不同，對檢測項目的要求不同，除國標和行標要求以外的檢測項目，可以自主選擇，并進行相關標準的制定。不同的檢測項目和標準組合成不同的檢測方案。
3) 全自動控制被測設備。制定了統(tǒng)一的通訊規(guī)約，系統(tǒng)能全自動控制不同廠家不同接口的繼電保護測試儀。
4) 全自動或半自動完成檢測。在特定的檢測方案下，系統(tǒng)能夠實現(xiàn)檢測過程全自動化，在完成初始接線后，系統(tǒng)能根據(jù)不同的檢測項目自動調整通道，繼電保護測試儀和標注表相互匹配。對于需要單獨或重新檢測的項目，可采用單點測試。
5) 智能評估被檢設備性能，一鍵式生成檢測報告。可自主設置檢測報告模式，并可調用和保存報告模式。在所有檢測項目完成后，可一鍵生成檢測報告。
3 檢測系統(tǒng)的軟硬件組成
智能檢測系統(tǒng)硬件部分由標準表計、程控電子負載、交換機、接口轉換器和主控 PC 機組成，現(xiàn)可完成*大六路電壓源和六路電流源同時輸出的檢定。其接線如圖 1 所示。
系統(tǒng)采用 DSP + AＲM + CPLD 的組合方式，16 位 250 K 高速 A/D，*優(yōu)化的電路，高精度、低溫漂的精密采樣電阻，用以保證測量數(shù)據(jù)的準確性; 采用以太網(wǎng)口通訊保證數(shù)據(jù)的實時性; 采用接口規(guī)范的方式以適應不同型號的繼電保護測試儀檢測; 系統(tǒng)內置 1G 高速采樣錄波模塊，以保證響應速度、電流電壓的同步性、電流電壓的合閘角、開關量的一致性。
智能檢測系統(tǒng)軟件部分采用分布式體系結構和模塊化的設計思想，便于日后檢測項目向邏輯功能和數(shù)字化的拓展，采用統(tǒng)一接口規(guī)范，實現(xiàn)全自動控制被檢設備，一鍵式生成檢測報告，智能分析和評估被檢設備性能。系統(tǒng)軟件部分主要分為自動檢測系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)兩個部分。自動檢測系統(tǒng)包括: 主控平臺、被檢設備智能評估、一鍵生成報告模塊、接口通訊模塊、繼電保護測試儀控制模塊。輔助系統(tǒng)有: 檢測項目庫、檢測方案生成模塊、標準表計自檢模塊、檢測報告模式庫。
現(xiàn)有檢測項目囊括交直流輸出精度、幅頻特性、紋波測試、總畸變率、諧波測試、相位測試、帶載能力等，基本完成繼電保護測試儀的模擬和數(shù)字量輸出測試?？筛鶕?jù)需求進行單項或多項檢測，每個檢測項目獨立，模塊化的設計便于今后邏輯功能檢測項的拓展。每個檢測項目內部包含檢定子項、檢測參數(shù)、標準要求、檢測結 果 標識等。
系統(tǒng)可自主進行檢定方案的制定，檢定方案的制定包括: 通道映射、檢定項目選擇、標準要求等。用戶可根據(jù)不同的繼電保護測試儀型號進行通道選擇，現(xiàn)有系統(tǒng)包含三組通道，每組包含6 路交流電壓、6 路交流電流通道，6 路直流電壓、6 路直流電流通道。針對繼電保護測試儀不同的用途，可自主選擇檢測項目，并對檢測項目中子項目進行選擇，設置檢測參數(shù)和標準要求。檢定方案設置完成后，可進行方案的保存和調用。
系統(tǒng)上電后，會自動進行標準表計自檢，根據(jù)周圍溫濕度環(huán)境設定零漂等。
系統(tǒng)設置檢測報告模式庫，用戶可在報表維護中根據(jù)自身需求設定報告模式。可對報告封面、說明、大綱、外觀及通電檢查、檢定項等進行編輯和保存。
系統(tǒng)自動記錄、修約數(shù)據(jù)、計算誤差，自動判別數(shù)據(jù)是否合格，并做出標識，對被檢設備進行性能評估。
在完成全部測試后，報告模式選定的情況下，系統(tǒng)將自動生成報告，也可臨時設置或修改報告模式，手動生成并輸出。智能檢測結果與傳統(tǒng)結果一致，但檢測時間由原來的 40 分鐘縮減為 10分鐘，有效提升了檢測速度，避免了人工接線錯誤和讀數(shù)誤差，保證了設備安全。相對于傳統(tǒng)檢測，系統(tǒng)新增了錄波功能。錄波效果如圖 2 所示
4 結束語
綜上所述，提出了一種繼電保護測試儀智能檢定系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 DSP + AＲM + CPLD 組合方式保證了測量數(shù)據(jù)的準確性，能全自動完成USB 口和網(wǎng)口繼電保護測試儀的檢測工作，提高了云繼電保護測試儀檢測效率，有效保證檢測過程安全，為可靠評估繼電保護測試儀的整體性能，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來直接或間接的經濟效益。
