當(dāng)前，保護(hù)裝置定檢及驗(yàn)收主要過程是根據(jù)裝置檢測要求，通過人工手動方式來對繼電保護(hù)檢測儀檢測，然后根據(jù)檢測結(jié)果逐項(xiàng)填寫檢測報(bào)告。而在現(xiàn)場實(shí)際檢測過程中，由于繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)檢測報(bào)告中的檢測項(xiàng)目種類繁多，檢測結(jié)束后需要手動填寫大量數(shù)據(jù)，因而增加了出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

另外，繼電保護(hù)檢測儀很少能夠做到自動校驗(yàn)、自動生成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告，需要我們根據(jù)定值和設(shè)備的類型進(jìn)行大量人工操作，包括檢測項(xiàng)目的選擇，試驗(yàn)參數(shù)的修改等，過多的人工操作會給最終保護(hù)裝置的檢測結(jié)果埋下了隱患，也給現(xiàn)場作業(yè)帶來了一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，由于檢測人員理論水平、實(shí)際操作水平各不相同，而且每個(gè)人所采用的檢驗(yàn)方法與作業(yè)流程也各不相同，因此所需的檢測時(shí)間差別較大，通?，F(xiàn)場檢測所需時(shí)間較長，有時(shí)甚至可能超出預(yù)定工期，而且后續(xù)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、報(bào)告的整理輸入等工作也占用了檢測人員相當(dāng)長的一部分時(shí)間和精力。

本文研究目的在于為繼電保護(hù)裝置現(xiàn)場檢驗(yàn)提供一個(gè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和高效率化的解決方案，通過對軟件系統(tǒng)的更新改進(jìn)，使得自動檢測系統(tǒng)能夠?qū)ΡＷo(hù)的規(guī)約、保護(hù)的檢測過程進(jìn)行編輯，滿足現(xiàn)場面臨不同廠家的各類設(shè)備的需求。

本系統(tǒng)為博電新開發(fā)的繼電保護(hù)自動檢測系統(tǒng)，不僅可以針對保護(hù)規(guī)約進(jìn)行修改編輯，還能實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)檢測過程中整個(gè)流程的標(biāo)準(zhǔn)化、自動化，而且可以大大降低人為出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，能夠應(yīng)對不同的保護(hù)裝置、縮短繼電保護(hù)校驗(yàn)時(shí)間、提升工作效率、減輕檢測人員的負(fù)擔(dān)，具有廣泛的實(shí)用性和顯著的直接經(jīng)濟(jì)和社會效益。

1 繼電保護(hù)自動化檢測系統(tǒng)系統(tǒng)研發(fā)過程中的難點(diǎn)

1）難點(diǎn)1：系統(tǒng)的兼容性和可擴(kuò)展性

系統(tǒng)要考慮能夠支持不同型號的繼電保護(hù)裝置的檢測，還要能夠接入不同廠家的標(biāo)準(zhǔn)源。

2）難點(diǎn)2：閉環(huán)自動檢測

自動檢測時(shí)，需要自動化檢測系統(tǒng)與被測保護(hù)裝置保持通信聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)被測保護(hù)裝置的各種參數(shù)、信息等能夠被實(shí)時(shí)掌握，便于自動化檢測系統(tǒng)發(fā)送控制命令。因此，裝置檢測過程中要能夠?qū)崟r(shí)的編輯這些通信命令，檢測過程中能夠?qū)崿F(xiàn)通信命令的執(zhí)行。

3）難點(diǎn)3：快速生成檢測方案

繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)廠家眾多，生產(chǎn)出來的各種型號的繼電保護(hù)裝置的檢測方法也各不相同，如何能夠快速、高效地編輯檢測方案，這是自動化檢測系統(tǒng)面臨的難題。

4）難點(diǎn)4：檢測標(biāo)準(zhǔn)化和高效率化

現(xiàn)場檢測過程中，如何保證自動檢測系統(tǒng)能夠嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行檢測，如何讓現(xiàn)場檢測人員在繁瑣的操作檢測界面和保護(hù)操作界面中減少實(shí)際操作，讓操作過程標(biāo)準(zhǔn)化，不易出錯(cuò)，數(shù)據(jù)的記錄、檢測報(bào)告的編寫、整理，減輕一線人員的負(fù)擔(dān)，從而能夠投入更多的精力關(guān)注檢測本身，這也是自動化檢測系統(tǒng)需要考慮和解決的問題。

2 自動化檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

自動化檢測需要滿足的條件有：檢測過程標(biāo)準(zhǔn)化、自動化，在檢測結(jié)束時(shí)能夠生成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模板，系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的檢測任務(wù)進(jìn)行添加或修改。通過對硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)的調(diào)整和規(guī)劃，使得檢測系統(tǒng)滿足需求。

硬件結(jié)構(gòu)要體現(xiàn)自動化檢測系統(tǒng)的整體布局，實(shí)現(xiàn)檢測控制端與電子設(shè)備（繼電保護(hù)裝置自動化檢測系統(tǒng)與繼電保護(hù)裝置）的有效隔離；軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)檢測系統(tǒng)的核心，運(yùn)用分層結(jié)構(gòu)和模塊化的方法，實(shí)現(xiàn)自動獨(dú)立多回路的閉環(huán)檢測。

2.1 自動化檢測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

自動化檢測系統(tǒng)應(yīng)該具有操作便捷、信息收集全面的特點(diǎn)。通過操作檢測系統(tǒng)（PC），能夠?qū)z測過程中信息的采集、測量、控制、保護(hù)和檢測等命令進(jìn)行調(diào)節(jié)，在檢測結(jié)束之后，將需要收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并生成一份標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)檢測、檢測報(bào)告“一鍵式”完成。

硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，檢測端一般為個(gè)人PC，檢測端、檢測儀、被測裝置通過網(wǎng)線連接交換機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，檢測儀和被測裝置通過檢測線進(jìn)行連接。

圖1 自動化檢測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

2.2 自動化檢測系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框架

自動化檢測系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。

圖2 自動化檢測系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

自動化檢測系統(tǒng)軟件安裝在檢測端（個(gè)人PC）上，在層次上劃分為兩層，分別為二次開發(fā)系統(tǒng)層和自動檢測層。二次開發(fā)系統(tǒng)層包括裝置檢測方案開發(fā)系統(tǒng)、裝置檢測方案。裝置檢測方案開發(fā)系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場需要對裝置檢測規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編輯并輸出檢測方案。

自動檢測層包括通信規(guī)約引擎程序、檢測儀接口程序、自動檢測儀主程序和標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告。自動檢測層在檢測開始時(shí)起到溝通模板和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的作用，通過繼電保護(hù)測試儀和自身的信號線對保護(hù)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，從而控制保護(hù)設(shè)備的動作與否。

2.3 應(yīng)對開發(fā)難點(diǎn)的解決方案的思路

1）系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上把檢測所需的各功能模塊化，不同模塊之間能夠根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而對試驗(yàn)進(jìn)行控制。系統(tǒng)建立基于XML標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測方案規(guī)范，能夠根據(jù)不同繼電保護(hù)裝置的檢測特點(diǎn)進(jìn)行各種檢測。

系統(tǒng)建立了繼電保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)源獨(dú)立多回路的驅(qū)動模塊規(guī)范，自動檢測儀主程序根據(jù)此規(guī)范來控制標(biāo)準(zhǔn)源實(shí)現(xiàn)功能檢測，標(biāo)準(zhǔn)源控制軟件實(shí)現(xiàn)此規(guī)范就能夠接入自動檢測儀主程序，實(shí)現(xiàn)自動檢測；本系統(tǒng)研究的系統(tǒng)能夠兼容各種標(biāo)準(zhǔn)源。

2）系統(tǒng)的MMS規(guī)范通信模塊，能夠與被測繼電保護(hù)裝置進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動檢測。

3）系統(tǒng)的裝置檢測方案二次編輯模塊，能夠根據(jù)不同繼電保護(hù)裝置的檢測需求，編輯裝置檢測方案，能夠基于現(xiàn)有的裝置檢測方案和新裝置的設(shè)備數(shù)據(jù)模型，智能生成新的裝置檢測方案。

4）通過系統(tǒng)的硬件以及軟件系統(tǒng)的結(jié)合，能夠解決人工檢測的弊端，使得檢測自動化，檢測結(jié)果也隨著檢測的進(jìn)行自動生成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告模板。

3 自動化檢測系統(tǒng)檢測原理

3.1 二次開發(fā)系統(tǒng)層

不同的被測裝置往往有著不同的檢測方法，檢測方案也不同，檢測方案的編輯和規(guī)約模板的編輯對于結(jié)果有著決定性的影響。裝置檢測系統(tǒng)開發(fā)層如圖3所示。

圖3 裝置檢測系統(tǒng)開發(fā)層結(jié)構(gòu)框圖

各部分的功能如下：

1）裝置檢測方案的設(shè)計(jì)

裝置的檢測方案包括兩個(gè)文件：被測繼電保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)檢測文件和報(bào)告模板文件。

標(biāo)準(zhǔn)檢測模板文件基于XML語言，使用面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化的信息描述方式，用來描述被測繼電保護(hù)裝置的規(guī)范化數(shù)據(jù)模型和各種檢測項(xiàng)目；規(guī)范化數(shù)據(jù)模型，用來描述繼電保護(hù)裝置各種數(shù)據(jù)集的詳細(xì)信息，通過MMS規(guī)范通信模塊從繼電保護(hù)裝置現(xiàn)場枚舉得到。

報(bào)告模板文件默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的Word文件，事先將模板Word文件做好，當(dāng)?shù)玫綑z測的試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，通過位置映射的方法將所需數(shù)據(jù)自動填寫到Word文件中。

2）裝置檢測項(xiàng)目設(shè)計(jì)

為控制輸出檢測量，從被測裝置讀取響應(yīng)檢測結(jié)果，以及進(jìn)行檢測過程的定義，設(shè)計(jì)檢測項(xiàng)目。主要包括檢測項(xiàng)目的通用項(xiàng)目、電氣量項(xiàng)目、檢測儀控制和保護(hù)裝置控制，具體如下：

• （1）檢測通用項(xiàng)目。包括分組、提示信息、安全措施、統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目等，該類項(xiàng)目的主要特征和任何外部設(shè)備無關(guān)。
• （2）電氣量項(xiàng)目。保護(hù)的邏輯檢測項(xiàng)目的主要特征是是控制檢測儀輸出檢測量給被測保護(hù)裝置，并通過與被測保護(hù)裝置的通信獲取保護(hù)的相關(guān)動作事件。
• （3）檢測儀控制。檢測儀的相關(guān)配置項(xiàng)目的主要特征是只需要檢測儀通信，下達(dá)相關(guān)配置信息。
• （4）保護(hù)裝置控制。保護(hù)裝置的相關(guān)通信命令項(xiàng)目的主要特征是執(zhí)行保護(hù)的通信命令，如讀定值、寫定值、投切壓板、讀取保護(hù)的動作信息等。

3）裝置檢測方案開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

檢測方案編輯模塊分為檢測模板的編輯和報(bào)告模板的編輯。檢測模板的編輯就是將繼電保護(hù)裝置所需檢測項(xiàng)目進(jìn)行編輯，包括檢測前準(zhǔn)備，項(xiàng)目的運(yùn)行和檢測后的復(fù)歸。報(bào)告模板的編輯就是將檢測模板中所得到的數(shù)據(jù)與報(bào)告文檔（Word文檔）的位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)，報(bào)告模板編輯程序啟動時(shí)自動打開Word程序，與普通Word相同，還可以在報(bào)告生成后進(jìn)行修改。

設(shè)計(jì)檢測方案智能編輯模塊，基于現(xiàn)有的裝置檢測方案和新的裝置設(shè)備數(shù)據(jù)模型文件，智能、快速生成新的裝置檢測方案。

4）裝置規(guī)約開發(fā)系統(tǒng)

裝置規(guī)約的開發(fā)系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 裝置規(guī)約開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

通過保護(hù)規(guī)約開發(fā)系統(tǒng)編輯各種裝置的規(guī)約，從而形成規(guī)約模板，再加載到通信規(guī)約引擎程序，實(shí)現(xiàn)與被測裝置的通信。

3.2 自動檢測層

自動檢測層包括檢測儀接口程序、自動檢測儀主程序和通信規(guī)約引擎程序。

1）檢測儀接口程序

檢測儀的接口程序?yàn)殚_放的COM接口模塊，供自動檢測主程序調(diào)用，根據(jù)自動檢測主程序發(fā)送的輸出控制命令，控制輸出檢測量，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的各種檢測功能。

2）自動檢測儀主程序

自動檢測儀主程序提供了一個(gè)繼電保護(hù)自動裝置檢測的軟件環(huán)境，把人工操作和機(jī)器操作結(jié)合起來，通過加載所需的檢測方案、調(diào)節(jié)我們所需要用到的參數(shù)、控制輸出量來進(jìn)行自動檢測，檢測結(jié)束后還會將檢測結(jié)果生成到標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告模板中。

3）通信規(guī)約引擎程序

通信規(guī)約引擎程序的作用是加載我們所需的規(guī)約模板，實(shí)現(xiàn)檢測儀與被測量裝置的通信。規(guī)約模板分為傳統(tǒng)規(guī)約模板和MMS規(guī)約模板，通過開放相同的接口程序，供自動檢測系統(tǒng)調(diào)用。

使用自動檢測儀主程序打開所需的檢測方案，逐項(xiàng)執(zhí)行方案中的項(xiàng)目，具體流程如下：

• （1）自動檢測儀主程序根據(jù)檢測方案計(jì)算公式和參數(shù)值，調(diào)用檢測儀接口程序，通過檢測儀接口程序開始輸出檢測量。
• （2）自動檢測儀主程序通過通信規(guī)約引擎程序與繼電保護(hù)裝置進(jìn)行通信，當(dāng)繼電保護(hù)裝置收到通信命令和通信數(shù)據(jù)后，執(zhí)行命令；每一項(xiàng)執(zhí)行完畢之后，都會將結(jié)果發(fā)送給自動檢測儀主程序讓其進(jìn)行判斷。
• （3）自動檢測儀主程序接收到結(jié)果之后將所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)填寫到報(bào)告中，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，判斷的結(jié)果也將自動填入報(bào)告中。
• （4）自動檢測儀主程序中的報(bào)告為Word標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告，在檢測過程中根據(jù)程序的關(guān)聯(lián)自動形成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告。

4 自動化檢測系統(tǒng)的檢測方法設(shè)計(jì)

自動化檢測系統(tǒng)的檢測方法主要包括以下兩個(gè)步驟：裝置檢測方案編輯和自動檢測。裝置檢測方案開發(fā)系統(tǒng)要根據(jù)檢測規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)編輯裝置檢測方案（檢測模板和報(bào)告模板）；自動檢測儀主程序加載已寫好的檢測方案進(jìn)行自動檢測，檢測結(jié)束后生成檢測報(bào)告，流程如下：

1）啟動裝置檢測方案開發(fā)系統(tǒng)，建立裝置檢測方案。具體包括以下：

• （1）使用裝置檢測方案開發(fā)系統(tǒng)，新建檢測模板，為檢測模板制定規(guī)范化數(shù)據(jù)模型。
• （2）根據(jù)繼電保護(hù)裝置的功能檢測要求，根據(jù)不同廠家及其設(shè)備編輯各種檢測項(xiàng)目，定制檢測項(xiàng)目的檢測方法和檢測流程，且一次編輯之后，再遇到相同設(shè)備只需加載即可；根據(jù)報(bào)告格式要求，編輯報(bào)告模板。
• （3）編譯檢測模板和報(bào)告模板，形成裝置檢測方案。

2）自動檢測儀主程序根據(jù)裝置檢測方案進(jìn)行自動檢測。具體流程如下：

• （1）自動檢測儀主程序加載裝置檢測方案，根據(jù)裝置檢測方案形成初始檢測記錄文件和報(bào)告文件。
• （2）開始檢測，自動檢測儀主程序根據(jù)裝置檢測方案定義的檢測項(xiàng)目，依次完成各檢測項(xiàng)目的檢測，自動記錄檢測結(jié)果、自動進(jìn)行結(jié)果判斷、自動填寫報(bào)告。
• （3）檢測完成，自動生成標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告模板并保存。

5 自動化檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，本套自動化檢測系統(tǒng)在新疆某變電站檢測成功，現(xiàn)場檢測如圖3所示。檢測過程中規(guī)約模板的編輯、檢測模板的編輯以及測試的過程界面、結(jié)果界面的一部分如圖5—圖9所示。

通過本次檢測系統(tǒng)的測試，經(jīng)過對不同廠家的不同設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了本系統(tǒng)在面對不同廠家的不同設(shè)備時(shí)的有效性，提高了一線檢測人員的工作效率，減少了人工檢測過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，系統(tǒng)自動生成了標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告，減輕相關(guān)人員的工作負(fù)擔(dān)。

圖5 現(xiàn)場檢測示例

圖6 規(guī)約模板的編輯部分圖

圖7 檢測模板編輯部分圖

圖8 檢測過程部分圖

圖9 檢測結(jié)果部分圖

6 結(jié)論

本文針對繼電保護(hù)裝置自動化檢測領(lǐng)域的問題，提出了一套繼電保護(hù)裝置自動化檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法，在設(shè)計(jì)上采用分層結(jié)構(gòu)和模塊化思想，將現(xiàn)場檢測中的重復(fù)性工作交給檢測系統(tǒng)，不僅有效的減輕了現(xiàn)場工作人員的壓力，并且提高了效率和準(zhǔn)確性，使試驗(yàn)更加簡易化，報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)化。

本系統(tǒng)由于是被測設(shè)備、檢測儀器和計(jì)算機(jī)之間的連接，不需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所以不會有網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。并且相對于傳統(tǒng)繼電保護(hù)自動化檢測方面，在面對不同保護(hù)生產(chǎn)廠家和不同設(shè)備時(shí)，本檢測系統(tǒng)可以通過可編輯的規(guī)約系統(tǒng)來對應(yīng)不同規(guī)約類型的設(shè)備，可編輯的二次開發(fā)系統(tǒng)平臺能夠編輯不同的試驗(yàn)，編輯好的標(biāo)準(zhǔn)化流程可以避免漏檢、錯(cuò)檢，并且一鍵啟動之后，程序自動進(jìn)行測試，自動生成標(biāo)準(zhǔn)模板。

本自動化檢測系統(tǒng)如果能在全新疆推廣應(yīng)用，不僅能使得新疆的繼電保護(hù)檢測方面得到便利，更使得繼電保護(hù)裝置檢測領(lǐng)域的技術(shù)水平產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。