继电保护装置检验是保障电网安全稳定运行的重要措施，当前耗时低效的人工检验模式已难以适应电网的快速发展[1-5]。文献[6-8]基于 RTDS 仿真平台实现保护装置自动测试，但不适用于变电站现场。文献[9-12]以数字化测试仪为平台能够实现智能站单装置功能自动检验，但无法验证装置间功能配合的正确性，不适用于常规装置，同时还存在无法验证保护装置与监控后台间的信息传输正确性、仅适用于特定测试仪等不足。因此，该文基于变电站监控系统提出了一种保护装置自动检验方法，构建了系统软硬件构架，设计了规约引擎、测试仪接口等关键模块，通过实际应用验证了该方法的有效性。
1 自动检验系统整体框架
针对现有继电保护装置自动检验方法组网复杂、检验内容不**等不足，通过对变电站监控系统的特点进行分析，发现变电站二次设备可通过站控层网络实现互通互联和全站设备信息的集中监测，基于此对继电保护装置自动检验的硬件架构和软件架构进行针对性设计，进而提出了基于变电站监控系统的继电保护装置自动检验方法。
1.1 硬件架构
该文提出的基于变电站监控系统的继电保护装置自动检验系统主要包括监控主机、检验控制中心、变电站监控系统网络传输设备以及继电保护测试仪等关键设备。借助站控层网络设备互通、信息集中的优势[13-15]，该系统能够完成单装置自动检验和多装置联合自动检验，同时可验证保护动作信息传输至监控后台的正确性。以 220 kV 变电站为例，其系统硬件架构如图 1所示。
自动检验程序嵌入检验控制中心，控制自动检验流程。监控主机将所有信息镜像至检验控制中心，实现对全站信息的监视与验证。监控主机、检验控制中心、待检保护装置、测控装置以及测试仪通过站控层网络实现信息闭环。通过 GPS/BDS(北斗)卫星对时系统为参与自动检验的所有设备提供统一的时钟源，确保多台测试仪同步触发。测试仪根据检验方案设定的检验流程给保护装置提供电压、电流、开关量等故障参数，并向检验控制中心反馈保护装置出口信息。
1.2 软件架构
基于自动检验系统功能可扩展性和软件易维护性考虑，软件部分采用模块化分层设计，其系统架构如图 2 所示，分为管理层、开发层、执行层、接口层和
设备层。管理层即检验管理平台，由任务管理模块、模板管理模块以及数据管理模块组成，开发层包含检验方案编辑模块和规约模板编辑模块，执行层包
含自动检验模块，接口层包含规约引擎模块和测试仪接口模块，设备层包含测试仪和保护装置。
检验管理平台负责检验模板、报告模板、规约模板、检验任务及检验数据的管理和维护。其中任务管理模块主要负责检验任务下发、撤销、审核、完结和历史任务记录；模板管理模块负责上传和下载检验模板、报告模板、规约模板以及装置模型文件；数据管理模块负责保存被检验装置的检验历史记录，包括自动生成的标准格式报告和系统检验记录文件。检验方案编辑模块负责检验模板和报告模板的编制，检验功能的增加删减。规约模板编辑模块负责编辑不同的规约规则脚本语言文件，供规约引擎模块执行。规约引擎模块通过调用规约模板实现自动检验模块与保护装置间的数据交互，完成装置模型文件召唤，定值参数、控制字和软压板读写，装置动作报文读取等任务。测试仪接口模块负责与继电保护测试仪通信，触发测试仪输出故障参数，返回测试仪接收的开关量信息。自动检验模块是整个系统的核心部分，负责搭建检验环境、调取检验方案并执行检验任务、展示自动检验过程、自动生成标准格式检验报告。
2 关键问题解决方案
继电保护自动检验实施的关键是控制测试仪自动输出故障参数，将待检装置的动作信息回传到检验控制中心，检验控制中心根据接收的信息自动判断检验结果并填写检验报告，为解决上述问题进行了如下研究。
2.1 规约引擎模块设计
检验控制中心与被测装置信息交互是实现闭环自动检验的基础，规约引擎模块即检验系统与继电保护装置通信的关键部分。规约报文的解析和制造都是二进制数据流，不同规约形成二进制数据流的规则不同[16-17]，通过抽象分析这些规则，形成不同规约的规则脚本语言，即规约模板文件。根据规约解析制造的过程，结合规约规则脚本语言，开发脚本语言执行的虚拟环境(规约引擎模块)，用于执行规约规则脚本语言，根据不同的规约脚本语言产生规约报文，从而实现规约报文解析和生成、规约通信方式的配置及规约过程的控制。通过规约引擎模块实现检验控制中心与继电保护装置信息交互，读写保护装
置定值、功能压板和 SOE 报文等重要信息，其基础功能如图 3所示。
规约引擎模块设计并开放了标准的 COM 接口，从检验原理出发，抽象分析检验需要执行的通信操作，把这些操作抽象为通信命令，使用 XML 标准格式文件来保存这些数据接口，形成通信命令定义文件。根据文件数据建模方法，抽象保护装置设备数据模型结构，根据通信命令定义和设备数据模型结构，设计规约引擎程序的调用接口，供自动检验调用。标准 COM 接口包括数据访问接口和命令控制接口，数据访问接口用于读取保护定值、控制字、定值区、软压板、测量值、SOE 信息、装置参数等数据。命令控制接口用于修改保护定值、控制字和装置参数、投退软压板、复归装置等操作。
2.2 测试仪接口模块设计
为了使检验系统能够适用于当前主流的继电保护测试仪，综合分析不同厂家测试仪软件在故障参数设置、检验结果展示等方面实现的方法，根据分析结果，该文采用 COM 组件技术设计测试仪的标准控制接口，自动检验模块根据检验需要的数据提供标准接口就可以控制测试仪输出故障参数并接收保护
动作出口信息。
测试仪接口模块架构如图 4 所示，包括标准数据接口、测试管理单元、测试功能库、通信组件四部分。数据接口供自动检验模块调用，实现测试仪的
自动控制。测试功能库涵盖了各类测试仪的功能，包括过流保护试验、距离保护试验、电压保护试验等不同功能测试模块，供测试管理单元调用。测试管
理单元根据数据接口接收的指令调用测试功能库对应的功能模块，建立测试功能控制接口，通过通信组件实现与具体测试仪的数据交互。
2.3 检验结果自动判断方法
继电保护装置自动检验的主要内容如表 1 所示，包括零漂检查、模拟量精度检验、保护功能逻辑及保护定值验证。其中，零漂检查和模拟量精度检验是通过比对装置采样误差和规程允许偏差判断结果正确与否，保护功能逻辑及保护定值验证是通过比对接收信息与预设内容来判断。
目前，检验结果自动判断普遍采用手动编写的脚本来实现，检验方案开发人员需要具备一定的编程能力，对于变电站检修人员来说较为困难。通过解析不同判断脚本文件中的变量和固定语句，将固定语句进行封装并定义**的标识，形成如表 2 所示的判断脚本函数集，供检验人员直接调用。
在编写某项检验内容的结果判断语句时，选择相应函数和相关参数即可自动生成该项脚本文件。
例如进行保护装置 A 相电压精度检验时，调用脚本函 数 CaLAinError，选 择 保 护 装 置 采 样 值 MMXU5$MX$PhV$phsA$cVal$mag$f、基准值 v_Ua、目标参数vg_UErrAbs 和 vg_UErrRel，即可自动生成用于判断装置采样误差是否合格的脚本文件：
local v_Ua = GetPara("..\\", "_Ua")；
local vg_UErrAbs = GetTestPara("g_UErrAbs")；
local vg_UErrRel = GetTestPara("g_UErrRel")；
local nRsltJdg = 0；
nRsltJdg=nRsltJdg + CalAinError("MMXU5 $MX
$PhV $phsA $cVal $mag $f", v_Ua, vg_UErrAbs, vg_UErrRel)；
if(nRsltJdg==1) then
SetRsltJdg("", 1)；
else
SetRsltJdg("", 0)；
end；
3 自动检验系统应用
为验证该系统的实际应用情况，选取某变电站220 kV 线路保护进行测试。接线如图 5 所示，线路保护和母线保护各配置一台测试仪并接入站控层交换机，通过站内对时系统实现同步。
根据该线路保护装置各项功能的检验方法编制检验方案，检验项目包括线路保护单装置功能校验、后台信息核对以及母线保护联合测试三部分内容。其中母线保护联合测试模拟线路 A 相接地故障，线路纵联差动保护动作，线路间隔跳闸失败，220 kV 母线断路器失灵保护动作。检验结果如图 6所示，制定的各项检验内容均能自动完成，同步记录检验数据和结果，自动生成标准格式的检验报告。
检验时间由人工测试的 8 h缩短至 1.2 h，检验效率提高了 85%。
4 结束语
该文根据变电站继电保护装置检验的需要，采用模块化分层设计思路提出了一种基于变电站监控系统的继电保护自动检验方法。由于该方法借助变电站现有监控系统网络，因此在一定程度上简化了测试组网流程，在完成单装置功能检验的基础上同步验证了监控后台信息上传和保护功能配合的正确性。同时通过对规约引擎、测试仪接口以及自动检验等关键模块的设计，使得该方法具有良好的通用性，能够支持不同厂家的测试仪，实现不同通信规约类型保护装置的闭环自动检验。经现场实际应用表明，该方法能够解决变电站继电保护装置传统检验模式质效低，现有自动测试方法应用范围局限、测试内容不**等问题，对实际工程具有一定的实用价值。
