继电保护装置自动检验描述方法
阅读：767发布：2024-02-08
专利汇可以提供继电保护装置自动检验描述方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种继电保护装置自动检验描述方法，由继电保护测试仪和现场作业 软件 组成自动检验系统，两者以遵循描述方法的脚本为 接口 ，通过对脚本的解析和执行，完成自动检验功能，其特征在于，所述描述方法以脚本为载体，且遵循以下XATEL语法：测试流程语法，描述自动检验过程所使用的测试方法和参数，用于控制测试仪进行自动检验；结果数据语法，描述自动检验结果数据，以及检验过程中的中间状态信息，用于测试仪在检验过程中和结束后返回信息；数学算式语法，描述其中所使用的动态数据 算法 。本发明对同一项保护功能的测试，只需一份脚本即可在支持该语法标准的任何一台测试仪上进行自动检验，实现了测试流程的标准化和规范化。，下面是继电保护装置自动检验描述方法专利的具体信息内容。
1.一种继电保护装置自动检验描述方法，由继电保护测试仪和现场作业软件组成自动检验系统，两者以遵循描述方法的脚本为接口，通过对脚本的解析和执行，完成自动检验功能，所述脚本完整描述自动检验的流程、参数、算法、执行状态、数据结果等信息，用于控制继保测试仪自动完成规范化的保护装置检验，并获取标准化的结果数据，其特征在于，所述描述方法以脚本为载体，且包括以下XATEL语法：
1)测试流程语法：描述自动检验过程所使用的测试方法和参数，用于控制继电保护测试仪进行自动检验；
2)结果数据语法：描述自动检验结果数据，以及检验过程中的中间状态信息，用于测试仪在检验过程中和结束后返回信息；
3)数学算式语法：描述测试脚本和数据结果文件中所使用的动态数据计算方法。
2.根据权利要求1所述的继电保护装置自动检验描述方法，其特征在于：所述测试流程语法包括属性段、公式段、变量段、过程段：
属性段：用来描述测试脚本的概要信息，以及指示流程控制和数据交互的一些元数据；
公式段：包含若干公式，用于描述在脚本中重复出现使用的数学运算，共脚本后续部分引用；
变量段：用于定义在测试过程中用到的参数，客户端软件根据原始脚本中的变量段定义显示窗口界面，供用户输入；经过客户端的预处理后，计算出具体的数值提交给测试仪；
变量允许相互引用，但禁止递归；
过程段：描述了整个测试方法和过程，供测试仪解析执行。
3.根据权利要求1所述的继电保护装置自动检验描述方法，其特征在于：所述结果数据语法包括试验的执行情况、出现的异常中断、外加电气量的数值、返回的检验结果、对用户的提示。
4.根据权利要求1所述的继电保护装置自动检验描述方法，其特征在于：所述数学算式语法定义包括以下内容：
运算符：包括算术运算符、逻辑运算符、优先级规则；
函数：包括数学函数、扩展函数、嵌套规则；
常量：包括字面常量和符号常量；
XML适应性：包括算式指示符和XML转义符。
继电保护装置自动检验描述方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种继电保护装置自动检验描述方法，在继电保护专业层面，以脚本形式完整描述自动检验的流程、参数、算法、执行状态、数据结果等信息，用于控制继保测试仪自动完成规范化的保护装置检验，并获取标准化的结果数据。
背景技术
[0003] 现有的自动检验方法存在一些不足之处。
[0004] 目前的自动检验软件，其测试流程和数据定义均按照各自理解进行开发。对同一个保护功能的测试，在不同厂家产品上测试流程可能完全不同，无法实现测试流程的标准化和规范化，用户也无法确认其正确性。
[0005] 不同用户对于测试方法的要求可能不同(例如，保护装置生产商和电网运营企业对装置检验的要求不同，验收检验和定期检验的要求不同)，目前的自动检验软件往往缺乏用户定制的灵活性，需要重新开发程序模块。自动检验软件程序与保护装置功能耦合过紧，用户无法自主调整和设置测试方法。
[0006] 测试仪生产商的自动检验软件均针对自身硬件产品进行开发，包含专有技术内容，不兼容其他厂商的硬件设备，行业内缺乏通用的接口标准，无法实现测试流程的共享，用户难以建立通用、共享的标准自动检验流程库。
发明内容
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种通用的继电保护装置自动检验描述方法，克服现有技术和方式中依赖特定厂家测试仪产品、测试流程不具备跨型号的通用性和共享性、无法进行标准化和规范化的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种继电保护装置自动检验描述方法，由继电保护测试仪和现场作业软件组成自动检验系统，两者以遵循描述方法的脚本为接口，通过对脚本的解析和执行，完成自动检验功能，在继电保护专业层面，以脚本形式完整描述自动检验的流程、参数、算法、执行状态、数据结果等信息，用于控制继保测试仪自动完成规范化的保护装置检验，并获取标准化的结果数据。其特征在于，所述描述方法以脚本为载体，且遵循以下XATEL语法：
[0009] 1)测试流程语法：描述自动检验过程所使用的测试方法和参数，用于控制继电保护测试仪进行自动检验；
[0010] 2)结果数据语法：描述自动检验结果数据，以及检验过程中的中间状态信息，用于测试仪在检验过程中和结束后返回信息；
[0011] 3)数学算式语法：描述测试脚本和数据结果文件中所使用的动态数据计算方法。
[0012] 前述的继电保护装置自动检验描述方法，其特征在于：所述测试流程语法包括属性段、公式段、变量段、过程段：
[0013] 属性段：用来描述测试脚本的概要信息，以及指示流程控制和数据交互的一些元数据；
[0014] 公式段：包含若干公式，用于描述在脚本中重复出现使用的数学运算，共脚本后续部分引用；
[0015] 变量段：用于定义在测试过程中用到的参数，客户端软件根据原始脚本中的变量段定义显示窗口界面，供用户输入；经过客户端的预处理后，计算出具体的数值提交给测试仪；变量允许相互引用，但禁止递归。
[0016] 过程段：描述了整个测试方法和过程，供测试仪解析执行。
[0017] 前述的继电保护装置自动检验系统，其特征在于：结果数据语法包括试验的执行情况、出现的异常中断、外加电气量的数值、返回的检验结果、对用户的提示。
[0018] 前述的继电保护装置自动检验系统，其特征在于：所述数学算式语法定义包括以下内容：
[0019] 运算符：包括算术运算符、逻辑运算符、优先级规则等；
[0020] 函数：包括数学函数、扩展函数、嵌套规则等；
[0021] 常量：包括字面常量和符号常量；
[0022] XML适应性：包括算式指示符和XML转义符。
[0023] 本发明所达到的有益效果：
[0024] 与现有技术相比，本发明测试流程和数据定义使用统一语法的脚本进行描述，对同一个保护功能的测试，只需要一份测试脚本，即可在支持该标准的任何一台测试仪上进行自动检验，实现了测试流程的标准化和规范化；脚本以纯文本形式存在，用户易于查看以确认其正确性。
[0026] 语法定义中不存在任何依赖特定测试仪的内容，实现了对所有生产商的通用性和兼容性，具备作为行业内通用自动检验接口标准的技术能力。易于实现测试方法和流程的共享，可建立通用、共享的标准自动检验测试流程库。附图说明
[0027] 图1是测试脚本在自动检验系统中的工作流程图。
具体实施方式
[0028] 本发明的实现方式是：由继电保护测试仪和现场作业软件组成自动检验系统，两者以遵循描述方法的脚本为接口；使用基于XML 1.0规范的XATEL(eXtensible Auto Test Execution Language，可扩展自动测试执行语言)语法编写测试脚本，描述完整的自动检验流程、参数等信息；测试仪解析并执行脚本流程完成检验工作。
[0029] 测试脚本及XATEL语言既承载了继电保护专业知识，同时作为客户端与测试仪的接口存在，实现保护装置和测试仪之间的松耦合。XATEL语法作为整个继电保护装置自动检验描述方法的技术核心，体现了灵活性和扩展性：
[0030] 测试脚本在专业层面完整描述测试方法和流程，承载所有与保护装置相关的知识，仅依赖保护装置及其作业指导书，与测试仪无关，对所有测试仪型号通用。
[0031] 测试仪接口程序在软件层面解析和执行脚本描述的流程，不需要具备任何继电保护知识，仅依赖厂家各自的测试仪产品，与保护装置无关，对所有保护装置型号通用。
[0032] 脚本语法提供了丰富的描述词汇，适应复杂多样的测试方法，具备良好的扩展性。
[0033] 脚本语法比通用编程语言简单，编写快捷，检查方便。保护专业人员经过培训、或软件开发人员在详细的指导书和专业人员少量指导下即可编写。
[0034] 保护装置型号新增或版本升级时，只需要更新相应指导书和测试脚本即可，不需要客户端或测试仪修改程序，可以显著降低系统维护工作量。
[0035] 测试脚本仅描述自动测试的过程，及其所涉及的输入参数和输出结果定义。数据的前期获取及后续处理展示由客户端软件完成，不在脚本范畴内。
[0036] 测试脚本是基于XML的结构化信息，可用于实现组态化图形编辑器，替代人工编写。
[0037] 本发明的描述方法以脚本为载体，遵循以下XATEL语法：测试流程语法、结果数据语、数学算式语法。
[0038] 1)测试流程语法
[0039] 每个测试脚本针对一个试验项目，包含属性、公式、变量、过程4个部分：
[0040] a)属性段：属性段主要用来描述该测试脚本的概要信息，以及指示流程控制和数据交互的一些元数据。
[0041] b)公式段：公式段中包含若干公式，用于描述在脚本中重复出现使用的数学运算，共脚本后续部分引用。
[0042] c)变量段：变量用于定义在测试过程中用到的参数，客户端软件根据原始脚本中的变量段定义显示窗口界面，供用户输入；经过客户端的预处理后，计算出具体的数值提交给测试仪；变量允许相互引用，但禁止递归。
[0043] d)过程段：过程段描述了整个测试方法和过程，供测试仪解析执行。一个测试过程可包含若干测试序列，每个测试序列可包含若干测试状态，或者包含扫描过程，若干信息提示，它们数量和次序不定，测试仪必须按脚本中的书写顺序执行。元素节点的属性和值可以出现常量值、引用变量名、表达式、局部公式。
[0044] 2)结果数据语法
[0045] 描述测试仪在结束某一项试验后需向客户端返回的一系列动作结果值，或在测试过程中上传的状态信息。主要包括试验的执行情况、出现的异常中断、外加电气量的数值、返回的检验结果、对用户的提示等。
[0046] 3)数学算式语法
[0047] 在测试流程和结果数据脚本中，描述数学运算的逻辑，数学算式语法定义包括以下内容：
[0048] 运算符：包括算术运算符、逻辑运算符、优先级规则等；
[0049] 函数：包括数学函数、扩展函数、嵌套规则等；
[0050] 常量：包括字面常量和符号常量；
[0051] XML适应性：包括算式指示符和XML转义符。
[0052] 本发明的工作流程为：
[0054] 2)根据继电保护装置的功能，遵循XATEL语法编写脚本，在其中描述所有的自动检验的流程、参数、算法等信息；
[0055] 3)用户通过现场作业软件的界面，加载相应测试脚本；
[0056] 4)现场作业软件对脚本进行语法检查，并根据脚本内容在用户界面上显示相关信息，提示用户输入自动检验必须的物理参数；
[0057] 5)参数输入后，现场作业软件进行预处理过程，通过有效范围判断、读取保护定值、数学算式计算等操作，将数据写入脚本相关位置，并发送给测试仪链接库；
[0058] 6)测试仪接口链接库在获取脚本后，解析、检查脚本有效性，并与测试仪下位机进行通讯完成初始化；
[0059] 7)测试仪链接库解析并执行脚本，下位机加载电气量进行试验；在试验过程中根据脚本编写的测试顺序执行，并通过接口及时返回中间状态信息，由现场作业软件进行显示；
[0060] 8)测试得到的结果数据返回给现场作业软件，其根据用户需求进行统一的展示和存储。
[0061] 以下部分以对许继电气的WXH-803保护装置进行零序过流1段试验为例，对具体脚本内容和操作流程作出说明。
[0062] 1)根据自动检验系统接口规范定义，由现场作业软件和测试仪对接口两侧分别开发实现程序模块。在测试仪链接库中，开发脚本解析和执行程序；在现场作业软件中，提供用户界面，实现对脚本的装载和预处理。
[0063] 2)根据《江苏省电力公司WXH-803线路保护检验现场作业指导书》等标准，编写该试验项目的自动检验测试流程脚本，描述其中的测试过程和参数定义。
[0064] 例如对于该试验，标准要求的检验方法为：
[0065] 在零序灵敏角70度方向上，加故障电流I＝1.05*I01(其中I01为零序过流I段定值)，故障电压30V，模拟A相正方向瞬时故障，保护应可靠动作。加故障电流I＝0.95*I01，故障电压30V，模拟A相正方向瞬时故障，零序过流保护不动作；
[0066] 根据检验方法编写脚本如下：
[0067]
[0068]
[0069] WXH-803
[0070] 零序过流1段试验
[0071] 5
[0072] 192.168.0.2
[0073]
[0074]
[0075]
[0076] 值″/>
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081]
[0082]
[0083] 30
[0084]
[0085]
[0086] {1.05*variable(I01)}
[0087] 110
[0088]
[0089]
[0090]
[0091]
[0093]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097]
[0098]
[0099] 30
[0100]
[0101]
[0102] {0.95*variable(I01)}
[0103] 110
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0109]
[0110]
[0111]
[0112]
[0113] 3)当现场工作人员进行某项检验操作时，打开测试仪，完成相关网络和电气连接，并运行现场作业软件进入对应的用户界面，载入上述测试脚本。软件根据定义，提示用户输入该项试验所需要的参数。例如对于零序过流1段测试，需要零序过流1段定值，以及测试仪在网络上的地址。然后工作人员即可按下“开始试验”的按钮。
[0114] 4)客户端软件对脚本进行预处理，将用户输入的参数填写至脚本中，例如用户填写10，则经过预处理后变为：
[0115]
[0116]
[0117] 值″>10
[0118]
[0119] 5)现场作业软件将预处理后的脚本传递给测试仪链接库，进行语法解析后，转换成指令交予测试仪下位机，向保护装置输出电压、电流，执行实际测试。例如在零序过流1段试验中，根据
[0120] {1.05*variable(I01)}
[0121] 测试仪链接库将变量I01＝10代入计算得到A相电流幅值为1.05*10＝10.5，则指示测试仪下位机的A相输出10.5安培电流给保护装置。
[0123] 例如，根据脚本中的描述，当1.05倍测试点开始时，测试仪返回执行信息：
[0124]
[0125]
[0126]
[0127] 若超过10秒未完成该测试序列，则返回执行信息：
[0128]
[0129]
[0130]
[0131] 根据脚本中的5 描述，测试仪每隔5秒以文件形式返回一段矢量信息，反映当时的外加电气量数值。当测试1.05倍整定值时的矢量信息为：
[0132]
[0133]
[0134]
[0135] 30
[0136] 0
[0137]
[0138]
[0139] 0
[0140] 0
[0141]
[0142]
[0143] 0
[0144] 0
[0145]
[0146]
[0147] 10.5
[0148] 110
[0149]
[0150]
[0151] 0
[0152] 0
[0153]
[0154]
[0155] 0
[0156] 0
[0157]
[0158]
[0159]
[0160] 现场作业软件通过解析这些返回信息，显示在界面上供用户监视执行情况。
[0161] 7)测试仪执行自动检验获取的数据，根据数据结果语法，按照结果数据语法将其填写在文件中。例如在零序过流1段试验的1.05倍测试点中，测试仪测量第1个返回开关量节点的动作时间为20毫秒，并填写数据返回：
[0162]
[0163]
[0164] 0.02 [0165]
[0166]
[0167] 8)现场作业软件从返回的文件中解析结果数据，进行显示和存储。例如在零序过流1段测试中，从结果数据中可以获得A相的动作时间为0.02秒。
[0168] 在本实例对WXH-803保护装置进行零序过流1段试验的过程中：
[0169] 按照《指导书》等相关继电保护检验规范对于零序过流试验的要求，依据XATEL语法编写的脚本，在继电保护专业层面完整描述测试方法、流程及其参数，承载所有与保护装置相关的知识；测试仪解析程序不需要具备继电保护知识，只需依据语法定义，对脚本进行纯软件层面的解析和执行，即可完成测试。
[0170] 结果数据文件描述了自动检验结果数据，以及检验过程中的中间状态信息，现场作业软件通过解析获取中间状态和检验结果，进行显示和存储。
[0172] XATEL语法作为一种通用的标准规范，其中不存在任何依赖特定测试仪的内容，测试仪只要实现对该语法的解析和执行功能，即可接入系统进行测试，现场作业软件无需进行任何修改，实现了对不同测试仪厂家和型号兼容性。
[0173] 测试流程和数据定义使用统一语法的脚本进行描述，对同一个保护功能(例如零序过流1段保护功能)的测试，只需要一份测试脚本，即可在支持该语法标准的任何一台测试仪上进行自动检验，实现了测试流程的标准化和规范化，可用于建立通用、共享的标准自动检验脚本库。
[0174] 测试脚本仅依赖该保护装置的零序过流保护功能和检验方法，与测试仪无关；解析器和执行器程序仅依赖语法定义和测试仪结构，与WXH-803保护装置无关。保护知识和软件知识的分离，实现了自动检验软件程序与保护装置功能的松耦合；测试方法变化时，仅需要修改脚本，软件不需要重新开发或修改任何程序模块。
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