本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种备自投自动测试系统。
背景技术：
备自投装置的动作逻辑复杂、开入开出数量繁多、动作出口影响广泛，备自投装置的测试具有很多不同的继电保护应用特点。相比于单间隔保护装置(线路保护、电容器保护、站用变保护等)而言，备自投装置的测试过程更为繁琐，需要验证的测试项目种类复杂，对测试人员的业务水平要求也更高。
首先，保护动作程序逻辑复杂多变，需要同时具备电源1自动投入功能，包含方式1逻辑1动作程序、方式1逻辑2动作程序、方式1逻辑3动作程序；电源2自动投入功能，包含方式2逻辑1动作程序、方式2逻辑2动作程序、方式2逻辑3动作程序；i母失压分段自动投入动作程序以及ii母失压分段自动投入动作程序。
其次，参与备自投保护动作程序的开入数量众多，包括分段开关跳闸位置、分段开关合后位置、电源1开关跳闸位置、电源1开关合后位置、电源2开关跳闸位置、电源2开关合后位置、电源1高压侧开关跳闸位置、电源2高压侧开关跳闸位置；装置动作出口包含：跳电源1断路器、合电源1断路器、跳电源2断路器、合电源2断路器、跳分段断路器、合分段断路器、跳电源1高断路器、合电源1高断路器、跳电源2高断路器、合电源2高断路器。
再次，模拟量采样涉及分段、电源高低压侧等多个间隔，主要包含：分段a相电流ia，分段b相电流ib，分段c相电流ic，电源1电流il1，电源2电流il2，电源1高压侧电流ih1，电源2高压侧电流ih2，i母a相电压ua1，i母b相电压ub1，i母c相电压uc1，ii母a相电压ua2，ii母b相电压ub2，ii母c相电压uc2，电源1电压ul1，电源2电压ul2。
授权公布号为cn201804059u的中国专利公开了一种牵引变电所备自投试验仪，该试验仪由cpu中央处理单元进行控制，配合与备自投系统互连的开关量输入模块和开关量输出模块，以实现对备自投系统的试验。针对现有的备自投装置，该试验仪并未给出具体的可实施的测试项目，而且只针对开关量进行测试，测试种类较少，不能满足现有的所有的备自投装置的测试需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种备自投自动测试系统，用以解决现有技术中的测试系统测试种类少不能满足需求的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种备自投自动测试系统，包括如下系统方案：
系统方案一，包括逻辑处理单元、用于与被测备自投装置的模拟量输入接口相连的模拟量输出单元、用于与被测备自投装置的开关量输入接口相连的开关量输出单元和用于与被测备自投装置的开关量输出接口相连的开关量输入单元，逻辑处理单元分别与模拟量输出单元、开关量输入单元和开关量输出单元相连；
还包括用于将被测备自投装置信息反馈给逻辑处理单元的通讯处理单元，所述通讯处理单元与逻辑处理单元相连，还用于与被测备自投装置的通讯接口相连。
系统方案二，在系统方案一的基础上，还包括用于显示测试结果和设定测试逻辑的人机交互单元，所述人机交互单元与所述逻辑处理单元相连。
系统方案三，在系统方案一的基础上，所述通讯处理单元通过双绞线或者串口线与被测备自投装置连接。
系统方案四，在系统方案三的基础上，所述通讯处理单元与被测备自投装置之间通过tcp103规约或者串口103协议进行数据交互。
系统方案五，在系统方案一的基础上，所述模拟量输出单元包括三组交流电压模拟量输出和三组交流电流模拟量输出。
系统方案六，在系统方案五的基础上，所述三组交流电压模拟量输出包括分段a相电流、分段b相电流、分段c相电流、第一电源电流、第二电源电流、第一电源高压侧电流和第二电源高压侧电流；
所述三相交流电流模拟量输出包括i母a相电压、i母b相电压、i母c相电压、ii母a相电压、ii母b相电压、ii母c相电压，第一电源电压和第二电源电压。
系统方案七，在系统方案一的基础上，所述开关量输出单元包括12路开关量输出控制。
系统方案八，在系统方案七的基础上，所述开关量输出控制包括：分段开关跳闸位置、分段开关合后位置、第一电源开关跳闸位置、第一电源开关合后位置、第一电源开关跳闸位置、第二电源开关合后位置、第一电源高压侧开关跳闸位置、第二电源高压侧开关跳闸位置。
系统方案九，在系统方案一的基础上，所述开关量输入单元12路开关量输入检测。
系统方案十，在系统方案八的基础上，所述开关量输入检测包括：跳第一电源断路器出口、合第一电源断路器出口、跳第二电源断路器出口、合第二电源断路器出口、跳分段断路器出口、合分段断路器出口、跳第一电源高断路器出口、合第一电源高断路器出口、跳第二电源高断路器出口和合第二电源高断路器出口。
系统方案十一，在系统方案一的基础上，所述人机交互单元为电容式触摸屏。
本发明的有益效果：
本发明的备自投自动测试系统，与被测备自投装置互连，实现实时通讯，可对被测备自投装置进行模拟量测试和开关量测试，使得测试种类繁多，从而通过该测试系统实现对不同备自投装置的测试，提高了测试效率，为备自投装置的可靠运行提供有力保障。避免了由于测试人员水平和实践经验的不足，造成的误操作对装置测试结果产生的不良影响，降低了重复返工试验的概率，提高测试的成功率。
进一步地，该测试系统在硬件资源方面提供了丰富的开关量输入输出接口，多组电压、电流的模拟量采样，最大化满足了备自投装置测试的开关量要求，以及模拟量的配置，保证测试的最大兼容性，可实现对不同的备自投装置(包括单母线备自投、单母分段备自投、内桥接线的进线备自投、主变备自投、分段备自投)的测试。而且，该测试系统能够完全仿真变电站运行环境，使被测备自投装置能够遍历各种可能的动作情况，为备自投装置的实际运行的准确性和可靠性提供了保证。
进一步地，被测备自投装置与逻辑处理单元之间实时通讯，完成数据收发处理，实现快速的数据处理，保障数据的可靠收发，保证对被测备自投装置的实时监测，进而提高了测试效率。
进一步地，该测试系统包括一块电容式触摸屏，方便测试人员设置用于测试时的逻辑编辑、交流模拟量幅值、相位的设定，输入开关量和输出开关量的选择等，而且也能够对测试的结果进行显示，方便测试人员根据测试结果进行处理。
附图说明
图1是本发明的备自投自动测试系统与被测备自投装置连接示意图；
图2是人机交互单元的软件操作界面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的备自投自动测试系统包括逻辑处理单元、模拟量输出单元、开关量输出单元、开关量输入单元、通讯处理单元和人机交互单元。
该测试系统的模拟量输出单元、开关量输出单元、开关量输入单元分别通过专用测试线路与被测备自投装置的模拟量输入接口、开关量输入接口、开关量输出接口相连，实现模拟量信号和开关量信号的可靠传输。通讯处理单元支持tcp103/串口103，通过双绞线/串口线与被测备自投装置连接，可根据被测备自投装置的通讯规约灵活整定，保证该测试系统的最大兼容性。
逻辑处理单元是该测试系统的核心，存储的有执行备自投的测试逻辑，控制其他功能单元的使能。同时，还可接收来自通讯处理单元解析后的被测备自投装置的反馈信息，并与设定的测试逻辑进行比较，判定被测备自投装置反馈是否符合测试标准。
人机交互单元为一块12寸电容式触摸屏。在不同的专项测试单元下，该触摸屏可用于被测备自投装置测试时的逻辑编辑、流模拟量幅值和相位的设定、输入开关量和输出开关量的选择，可对装置报告进行监视。备自投测试逻辑的执行实时情况，以及参与测试的备自投装置的反馈皆可以通过人机交互单元进行显示，方便测试人员根据测试结果进行处理。
模拟量输出单元包括三组交流电压模拟量输出和三组交流电流模拟量输出。分别为：对应分段a相电流ia、分段b相电流ib、分段c相电流ic、电源1电流il1、电源2电流il2、电源1高压侧电流ih1、电源2高压侧电流ih2、i母a相电压ua1、i母b相电压ub1、i母c相电压uc1、ii母a相电压ua2、ii母b相电压ub2、ii母c相电压uc2、电源1电压ul1，电源2电压ul2等。
开关量输出单元提供12路开关量输出，可以为备自投保护动作逻辑提供：分段开关跳闸位置、分段开关合后位置、电源1开关跳闸位置、电源1开关合后位置、电源2开关跳闸位置、电源2开关合后位置、电源1高压侧开关跳闸位置、电源2高压侧开关跳闸位置等多路高速开关量输入。使得该测试系统具有功能选择性的快速出口，可以适应备自投装置的110v、220v开入插件。其中，快速出口由逻辑处理单元控制，出口时间可以随备自投测试逻辑自行整定，每个出口可单独设定，满足高等级精度要求。
开关量输入单元提供12路开关量输入检测，匹配备自投装置的动作出口，分别为：跳电源1断路器出口、合电源1断路器出口、跳电源2断路器出口、合电源2断路器出口、跳分段断路器出口、合分段断路器出口、跳电源1高断路器出口、合电源1高断路器出口、跳电源2高断路器出口、合电源2高断路器出口等。每一路开关量输入检测，可以独立设置起始检测时间，记录起止时刻至开关量输入的时间，并输出检测结果至人机交互单元。而且，开关量输入检测具有遥信消抖功能。
基于上述测试系统，可采用如下方法进行测试。
首先，参考被测备自投装置用户手册上的端子图及功能说明部分，连接备自投自动测试系统的开关量输出单元端口至备自投装置的开关量输入端口：出口1连接分段开关跳闸位置，出口2连接分段开关合后位置，出口3连接电源1开关跳闸位置，出口4连接电源1开关合后位置，出口5连接电源2开关跳闸位置，出口6连接电源2开关合后位置，出口7连接电源1高压侧开关跳闸位置，出口8连接电源2高压侧开关跳闸位置。连接测试系统开关量输入接口至备自投装置的开关量输出接口：开入1连接跳电源1断路器，开入2连接合电源1断路器，开入3连接跳电源2断路器，开入4连接合电源2断路器，开入5连接跳分段断路器，开入6连接合分段断路器，开入7连接跳电源1高断路器，开入8连接合电源1高断路器，开入9连接跳电源2高断路器，开入10连接合电源2高断路器，开入11连接，开入12连接。连接模拟量输出单元与被测备自投装置的交流采样端子以及通讯单元到装置通讯插件。
然后，在被测备自投装置与测试系统连接完成后，根据被测备自投装置的功能类型在人机交互单元选择备自投逻辑测试专项。以“ii母失压分段自投”为例，首先选择ii母失压分段自投测试专项，并在软件操作界面根据被测备自投装置的定值设置模拟量采样以及对应的开关量开出。测试逻辑搭建完成后，点击开始测试，自动测试系统按照预设的测试参数开始执行测试。
最后，当测试系统输出参数达到被测备自投装置动作条件时，备自投装置保护动作，相应的动作出口反馈至测试系统的开关量输入单元，逻辑处理单元储存记录并传输人机交互单元进行显示，该次测试结果如图2所示。
在整个自动测试过程中，备自投装置与自动测试系统保持通讯报文的交互。测试系统记录被测备自投装置的反馈信息，并根据测试结果判断装置是否通过测试。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。