０ 引言
目前，国内智能变电站继电保护产品自动测试均处于起步研究阶段［１］。在实现原理上，基于ＩＥＣ６１８５０标准的继电保护设备可实现信息共享和互操作性，测试平台可读取不同设备制造厂家的保护装置的ＩＣＤ文件，验证ＩＣＤ文件的标准 化 和 合 法 性， 解 析 文 件 中 ＬＮ 的 ＤＯ 实 例 中 定
值、控制字、压板等自动生成测试模板，根据研发和工程实际需要选取测试项目，实现继电保护装置自动测试［２］。在实现方式上，大多借助测试仪厂家提供的测试模板通过编辑复杂的测试脚本来实现，缺乏易用性和通用性［３］。由此可看出，目前的自动测试能完成的测试项目大多**于保护定值和动作时间精度、软压板和控制字有效性等，对于较复杂的变压器保护中复压方向过流保护“ＰＴ 异 常 或ＰＴ压板对复压元件和方向元件的影响”、纵差保护“ＣＴ 异常判别及ＣＴ异常对差动保护的影响”等项目，则不能实现自动测试，而这部分项目在人工测试时是*费时费力的，是*需要自动测试来完成的。
在自动测试应用过程中， *重要的就是测试用例设计。测试用例的优势体现在：避免盲目测试并提高测试效率；令测试的实施重点突出、目的明确；在产品版本更新后只需修正少部分的测试用例便可展开测试工作，可降低工作强度，缩短项目周期［４］。本文提出了自动测试用例设计过程中一些关键点的解决方案，并在实践中加以验证。
１ 自动测试用例设计
１．１ 设计关键技术
文献［５］对测试用例结构和总体设计原则进行了较详细的阐述。具体设计过程中，在总体设计原则的基础上还需特别关注以下关键点，这些关键点如果处理不当，将严重制约自动测试的顺利开展。
（１）装置数据集中定值、控 制 字、压 板、遥 信、ＳＯＥ等名称与测试用例对应项名称不一致。
（２）修改定值、控制字越界。
（３）修改定值、控制字或投退压板不成功。
（４）测试结果与预期结果不一致。
（５）两个用例执行间隔内定值、控制字及压板状态。
（６）用例内创建重复或多余的定值、 软 压 板、 出口等。
（７）多向后台上送报文。
（８）多段多时限保护自动测试的高效率实现。
１．２ 解决方案
针对上述关键点，本文提出以下方案。
（１）特征字。一 组 有 特 征、具有一定代表性的字符、词组，对应于不同保护装置不同名称的同一组定值、控制字、压板、报 文 等， 以解决测试用例复用问题， 这 些 字符、词组称为特征字，如图１所示。通过特征字，可建立同一套测试用例和不同装置之间的联系，解决了测试用例难以复用的问题。
（２）当测试用例中定值超出装置范围时，测 试 系 统 应给出告警信息，并停止执行。如果在测试过程中才判断该用例是否存在错误，那么将影响自动测试的连贯性，同时增加人工干预工作量。为此，在**个测试用例执行前，增加所有加载用例定值范围的检查判别，若存在错误则给出告警信息，并定位到错误的测试用例及错误的原因，同时停止执行所有测试用例。
（３）修改定值、控制字或投退保护压板时，若 出 现 修改或投退不成功的情况，则不应直接跳过该用例，而应再修改或投 退 一 次； 若成功则继续执行该用例， 否 则 给 出“定值修改不成功”、“压板投退失败”等告警信息，同时停止执行所有测试用例。还有一种解决方法就是给予用户一定的设置权限，用户可设置次数，如设置为３次，修改定值或投退压板连续３次不成功，则报错，停止执行。
（４）自动测试是否成功的标志是测试结果与预期结果是否一致。预期结果中主要判别保护出口和动作报文，两者中任何一个与预期结果不一致，则判本次测试失败，系统用鲜亮的字体提示是出口错误、 报文错误或两者均错误。成功用黑色字体显示，失败用红色字体显示；同时在该用例前标识“ ”（失败）或“ ”（成 功）。测 试 失 败 后，应继续执行之后的测试用例。
（５）自动测试 过 程 中，需投退保护相关压板、修 改 保护相关定值和控制字，执行下一个用例时，可能要投退其它保护相关压板、修改其它保护相关定值和控制字，极端情况下会出现所有保护压板均投入，所有保护定值和控制字均满足保 护 动 作 条 件， *终结果是应该动作的保护动作，不应该动作的保护也动作，影响保护动作出口判别。为此，自动测试系统应允许设定一套初始值，在该初始值下，保护*不容易动作。在执行完一个用例后，把所有压板、定值、控制字恢复为初始值，就可解决上述问题。
（６）一个完整的测试用例主要包括执行文件名称、软压板、定值、控制字、报文、出口，如果用例内创建重复或多余的定值、软压板、出口等，那么执行该用例时可能会出现错误的判断结果。如考核差动保护软压板有效性，用例中创建“差动保护软压板＝投 入”，但 同 时 又 创 建“差动保护软 压 板 ＝ 退 出”， 执 行 该 用 例 时， 差 动 保 护 应 动作，但实际差动保护未动作， 从而得出了错误结果。 为此，在开始自动测试前，增加用例正确性检查判别，若存在错误则给出告警信息，并定位到错误的测试用例及错误的原因，同时停止自动测试。
（７）保护动作时是否向后台上送不相关报文，也 是 一项非常重要 的 考 核 内 容。 保护装置报文少（少 于 几 十 条）时，人工测试可满足测试需要；报文多（上百条报文）时，人工测试不仅费时费力，而且容易出错。利用自动测试系统考核上送报文正确性具有明显的优势。自动测试系统允许设定一套 排 斥 表，把 所 有 ＳＯＥ 和 告 警 信 息 都 加 入 排 斥表。保护动作时，仅与该保护相关的报文不被排斥，其它多余的报文均被排斥，且能显示出具体报文名称及内容。
（８）有些装置配置多段多时限保护，如２２０ｋＶ 变 压 器保护装置复压方向过流保护配置Ｉ段１～３时限、ＩＩ段１～３时限、ＩＩＩ段１～２时 限，共３段８时 限，每 个 时 限 都 考核定值精度、动 作 时 间、方 向 元 件、复 压 元 件、ＰＴ 异 常及压板退出对保护的影响等项目，人工测试约需２．５ｈ，完成８个时限测试约需２０ｈ。以每天工作８ｈ计，则一个保护需２．５天才 能 完 成， 这样的测试效率已不能满足当前需要。为解决 该 问 题， 自动测试系统应允许同时修改多保护、多时限定值、控制字、压板等，允许判别多条报文和多个跳闸出口，完成复压方向过流保护三段８个时限测试
项目所需时间由２．５天减少为２．５ｈ。
１．３ 注意事项
目前，国内一些测试仪生产厂家也开发了各种自动测试系统，主要能完成动作值精度、动作时间、控制字和压板有效性、出口传动等项目测试，但对于复杂的保护功能逻辑测试则稍显功能不足。这些自动测试系统*大的优点是可自动生成测试用例，比较适合于厂内生产环节或变电站现场调试。本文提出的智能装置自动测试系统除了支持动作值、动作时间等项目测试， 还支持保护功能逻辑测试，非常适合于研发测试环节的测试，但*大的不足是不支持自动生成测试用例，只能手动设计测试用例。而手动设计测 试 用 例 是 一 项 复 杂 繁 琐 的 工 作， 需 要 注 意 以 下事项。
（１）设计用例前必须熟悉被测装置，了解其中的保护配置；然后规划测试项目，*好列出清单，完成一项，标注一项。
（２）有些可执行文件能重复利用。如复压过流保护、过流保护、过负荷保护等均属于过流类保护，可共用创建的动作 值 和 动 作 时 间 可 执 行 文 件， 从而减少一定的工作量。
（３）由于目前的自动测试系统或继电保护测试仪还存在稳定性不 足 等 问 题， 自动测试时会给出错误的判断结果，因此出现测试未通过情况时需人工检查，并*终确定问题原因所在。
（４）自动测试用例文件应支持文本编辑，以 方 便 批 量生成或修改。
２ 自动测试用例设计
实例下面以２２０ｋＶ 电压等级变压器保护为例，介绍自动测试用例设计时面临的一些要点及解决方法，并对整体应用情况进行总结。
２．１２２０ｋＶ变压器保护主要配置
２２０ｋＶ 变压器保护装置主要配置差动 保 护 （纵 差 保护、差动速断保护、增量差动保护）、（高压侧、中压侧、低１分支、低２分支、低１电抗器、低２电抗器）复压过流保护、（高 压 侧、 中 压 侧）阻 抗 保 护 （相 间 阻 抗、 接 地 阻抗）、（高压侧、中压 侧、低１分 支、低２分 支）零 序 过 流保护、（高压侧、中 压 侧）间 隙 过 流 保 护、（高 压 侧、中 压侧）失灵联跳保护及接地变后备保护（过流速断保护、过流保护、零序过流保 护）、公共绕组零序过流保护、零 压 告警保护、过负荷保护等。
２．２ 保护配置特点
（１）保护种类多，涉及模拟量通道多。
（２）保护出口矩阵允许整定，开出量多。
（３）同类型保护配置在变压器不同侧。
（４）大部分保护多段多时限。
（５）保护受控 条 件 多，如复压过流保护带方向，受 复压闭锁。
２．３ 用例设计要点
对于单纯过流保护或过压保护，自动测试用例仅包括动作值及返回系数、动作时间、压板有效性、控制字有效性等项目。由于２２０ｋＶ 变压器保护配置具有２．２所述主要特点，因此除了上述项目外，还包括一些与保护功能逻辑相关的项目，这些项目在设计自动测试用例时非常重要，也是*困难、*复杂的部分。
要点一：目前的自动测试常用继电保护测试仪模拟量输出通道都是有限且略显不足的，如某智能继电保护测试仪支持常规模拟量和小信号输出，常规模拟量*多输出６路电流和６路电压，小信号*多输出１２路（１２路电流、１２路电压、３路电流＋９路电压等均可灵活搭配）模拟量。而考核复压 过 流 保 护“ＰＴ 异 常 或 ＰＴ 压板对复压元件的影响”时，需要３路电流和１２路电压，因此目前测试仪不能满足测试需求。
要点二：复压过流保护在变压器高压侧、中压侧、低１分支和低２分支均配 置，保 护 定 值、控 制 字 相 同，不 同的只是参引和保护动作报文。*简单的做法就是设计４套测试用例，分别完成上述各侧复压过流保护自动测试，但存在繁琐且低效的问题，其它保护也面临这个难题。
要点三：保护配置多，但设计用例不一定多。为了提高自动测试效率，一个自动测试用例应完成尽可能多的测试项目，而且不能出现错误测试结果，因此要求设计者熟悉保护原理，能熟练使用自动测试系统及相关设备。
要点四：对于ＳＶ 采样 保 护 装 置，测试过程中不需换线，人工干预少，可实现真正意义上的“自动测试”；而模拟量采样保护装置受限于测试仪通道数量，测试过程中需换线，人工干预多，不能称为真正意义上的“自动测试”，因此设计测试用例时需综合考虑，尽可能减少人为参与。
２．４ 关键问题解决方法
介绍一种通道复用方法，解决测试仪通道不足问题。该方法采用小信号输出，通过以下两种方式实现。
（１）电压电流 公 用 法。如 小 信 号 输 出４组 电 压，分 别接入保护装置高压侧电压、中压侧电压、低１分支电压和低２分支电压通道，考核某侧保护时把该侧电流并联到该侧电压通道即可。
（２）电压电压公用法。如小信号输出３组电压、１组电流，１组电流接入 高 压 侧 电 流 通 道，３组电压分别接入装置高压侧电压、中压侧电压、低１分支电压和低２分支电压中的３组电压通���，剩余１组电压可根据测试项目选择并到另外３组电压中的任一电压通道。
两种方法各有优缺点。**种方法的优点是测试过程中不需换线，减少测试时间，测试效率相对较高；缺点是部分项目不能考核。**种方法的优点是所有项目均可考核，更大程度上保证测试质量；但缺点是测试过程中需换线，测试效率相对较低。从保证测试质量方面考虑，**种方法较 好； 从保证测试效率方面考虑， 第 一 种 方 法 较好。目前采用较多的是**种方法，应用效果.
３ 结语
通过解决关键技术，目前自主开发的自动测试系统的应用领域越来越广，特别是变压器保护、母线保护、线路保护及测控装置等开展自动测试情况较好。但需采用测试仪特定模块才能模拟的工况，如系统振荡及振荡中故障、ＣＴ饱和等项目，目前还无法实现自动测 试。自 动 测 试 系统如何嵌入定制模块以实现一些特殊试验项目的自主模拟，如何自动、快速生成复杂保护功能逻辑自动测试用例
