继电保护功能测试系统数据库设计

摘要：继电保护装置在保护电力系统安全、稳定运行等方面起着至关重要的作用。为了减少在研发、投运和维护阶段对继电保护装置进行测试而消耗的大量人力物力，亟需开发出继电保护功能自动测试的系统，而其中非常重要的一步就是要设计一个性能良好的数据库系统。按照软件工程中结构化的分析和设计方法，对自动测试系统和继电保护装置进行需求分析，并用SQLServer2008进行数据库物理设计与实现，给出继电保护功能自动测试系统数据库的设计过程。

关键词：自动测试系统；数据库设计；SQLServer2008

微机继电保护装置作为智能变电站不可或缺的一员，其自身的可靠性与稳定性直接关系着电力系统的日常运行效率与安全，是智能变电站的二次核心［1－3］。随着我国智能电网的不断发展，继电保护装置尤其是微机继电保护装置更是以非常迅速的速度在发展，但无论是在研究生产阶段，还是在投入运行维护阶段都必须对继电保护装置进行非常严格的测试。传统的人工检测操作方式在面临如此巨大的测试量时，显然是需要消耗非常多的人力物力并且对测试的准确性和精确性都将有影响，因此对继电保护装置自动测试系统的研究是十分重要的［4］。数据管理技术经历了手工管理数据、文件系统管理和数据库管理系统三个发展阶段［5］。近年来随着多媒体技术、计算机技术和网络技术的迅速发展，数据库系统的应用领域越来越广泛，那么设计一个良好的数据库，就成了当务之急。一个好的数据库，不仅可以节约数据的存储空间，还可以使数据的完整性、安全性等得到保证［6］。本文将以继电保护功能自动测试系统为设计目标，以Mi-crosoftSQLServer2008为设计平台，根据数据库的设计步骤，设计出一个能够满足各项功能的数据库系统。

1数据库设计

1．1需求分析

本数据库所结合的继电保护功能自动测试系统的软件架构如图1所示，它主要由测试编辑器、数据库、测试执行软件、测试引擎和测试报告工具这5个部分组成。测试人员可通过测试编辑器编辑或修改测试用例数据并上传到数据库，然后在测试执行软件上进行选择测试内容，再通过测试引擎与测试装置进行数据文件交互下达测试命令，测试结束将结果保存到数据库，随时可通过测试报告工具进行查看测试结果。每一部分都是相互关联的，并且可以看到数据库在这里面的作用是非常关键的。结合自动测试系统功能、微机继电保护装置和测试方法，可以得出数据库应该包含以下几点：1）测试用例数据，测试用例是由测试用例数据和测试模板组成，不同的测试用例数据加上不同的模板可以组合出多种测试用例。测试用例包含：测试表、判据表、配置映射表、文件表、参数表、序列表、定值表和测试模板表等。2）测试对象数据，包含测试对象的类型表（比如继电保护中的保护功能、测量和控制功能等）、测试对象表、测试对象定值表、公差表等。3）UUT（unitundertest）信息，包括UUT信息和UUT的通信类型。其中，一个UUT即一台继保装置。4）测试地点和设备信息，包括测试地点、测试站、测试站状态、测试设备的输入输出等信息。5）测试项目信息，可以将多个测试归为一个测试项目，以便进行项目综合管理。6）用户信息和权限设定，进行用户信息的存储以及对每个用户进行授权。

1．2概念结构设计

在需求分析阶段，对系统的应用需求进行仔细的调查和分析，但当前这些应用需求还依然只是表现为现实世界中的具体需求，因此需要把这些具体需求进一步抽象为计算机信息世界的结构，才可以更正确无误地用DBMS来实现这个应用系统的需求。由于每个实体的属性较多，因此在此E－R图上没有画出具体属性。（1）测试用例数据测试与测试用例数据之间的E－R图如图2所示。由于一个测试只能包含其他数据中的一项，但是其他数据中的一项可以给多个测试使用，因此测试和其他数据之间是n:1的关系。（2）测试对象数据测试对象即指具体要测试的对象，包括保护功能、标准配置和系统软件设置等都是测试的对象，测试对象数据的E－R图如图3所示。每个测试对象只包含一种类型，但是一种类型可以给多个测试对象，因此测试对象类型和测试对象是1:n的关系。同理一个测试对象可以有多个测试定值，但是一个定值只能测试一个对象，即测试对象与测试对象定值之间也是1:n的关系。（3）测试项目信息测试项目信息E－R图如图4所示。一个用户可以创建多个项目，一个项目只能由一个用户创建，因此用户和项目的关系为1:n；一个项目只能选择一种状态，一种状态可以给多个项目，因此项目和项目状态之间的关系也是n:1；一个项目只能测试一台UUT，而一台UUT可以有多个测试项目，即项目和UUT也是n:1；一个项目只能对应一个项目测试信息，所以它们是1:1的关系；一个测试项目信息只有一种测试状态，而一种测试状态可以属于多个测试项目信息，所以测试项目信息和测试状态是n:1的关系；一个测试项目信息只能包含一个测试对象，而一个测试对象可以在多个测试信息里，因此测试项目信息和测试对象也是n:1的关系；一个项目测试信息只能有一个测试站，而一个测试站可以有多个项目测试信息，所以测试项目信息和测试站的关系是n:1。（4）UUT信息UUT信息的E－R图如图5所示。一台UUT只可选择一种通信类型，而一种通信类型可以给多台UUT，因此UUT和UUT的通信类型是n:1的关系。（5）测试地点和设备信息测试地点和设备信息的E－R图如图6所示。一个测试地点可以有多个测试站，而一个测试站只能在一个测试地点，因此测试地点和测试站的关系是1:n；一个测试站包含多个测试装置，而一个测试装置只属于一个测试站，即测试站和测试装置的关系是1:n；一个测试站对应着一个实时的测试站状态，即两者关系为1:1；一个测试站有多个提供电压电流等输入输出的测试设备，而这些设备都只能在一个测试站，因此测试站与测试设备的关系是1:n。（6）用户信息及权限用户信息的E－R图如图7所示。一个用户可以有多项权限，而一个权限只能给一个用户，因此用户和权限之间的关系是1:n；一个权限只能有一个级别，而一个级别可以给多个权限，因此权限和级别的关系是n:1。

2数据库实现

根据上述的概念结构设计完各个表的属性，便可根据所选数据库系统进行物理设计。本设计在SQLServer2008［7］进行物理设计与实现。（1）测试用例此表包括测试用例信息和测试表集群中的表的链接，是用于创建测试的主表，当将新行添加到表中时，就创建一个新的测试。具体字段信息如表1所示。TO即TestObject，xxx表示测试对象的具体名称。（2）测试对象本部分中主要存储测试对象的信息，表2中主要存储测试对象的总体信息，此表中的一行即是测试系统中的一个测试对象。（3）测试项目表3所示的是测试项目的主表，主要存储项目的信息，表中的一行即一个测试项目。（4）UUT信息表UUT的字段信息如表4所示，一行代表着测试系统中的一个新的UUT。（5）测试站信息表本部分主要是存储测试站的信息，具体字段信息如表5所示。（6）用户信息及权限本部分进行用户的权限设置，包括开发权限和测试工具软件的使用权限。具体字段信息如表6所示。

3结束语

本文介绍了继电保护功能自动测试系统的一个数据库设计过程，并且在SQLServer2008上实现了该数据库的设计。在正式投入运行后的实际应用中，可根据需要进行增删，同时可以创建存储过程，如依据所要进行的测试内容添加测试信息等，以提高数据库的性能。

参考文献

［1］姚庭镜．继电保护测试技术的发展与研究［J］．电力讯息，2014（23）：65－66

［2］应站煌，胡建斌，赵瑞东，等．继电保护装置自动测试系统研究和设计［J］．电力系统保护与控制，2010，38（17）：142－146

［3］栾茜．智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用［J］．电力科技，2015，36：221

［4］张著涛．继电保护装置智能自动化测试系统研究与设计［D］．上海：上海交通大学，2016：1－2

［5］张晨霞．数据库技术［M］．北京：中国水利水电出版社，2013：4－5

［6］陈艳，张冬姣．数据库设计［J］．福建电脑，2012（2）：109－110

［7］刘志勇，刘径舟．SQLServer2008宝典［M］．2版．北京：电子工业出版社，2011

作者：陈桂棠 孙园 侯攀科 单位：厦门理工学院电气工程与自动化学院