江蘇省220 kV保護裝置定值自動校核系統的研究

李　楓，祁　忠，曹　斌，湯大海，余榮云，篤　峻（.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京0；.鎮江供電公司，江蘇鎮江00；.江蘇省電力公司，江蘇南京004）

江蘇省220 kV保護裝置定值自動校核系統的研究

李楓1，祁忠1，曹斌2，湯大海2，余榮云3，篤峻1
（1.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京211102；2.鎮江供電公司，江蘇鎮江212001；3.江蘇省電力公司，江蘇南京210024）

現今變電站繼電保護裝置的定值不斷增加且趨于復雜，對定值的校核工作隨之日益繁瑣。提出一種穿越防火墻的遠程下載方法，在變電站內以網頁方式訪問省公司WEB服務器，從而連接數據庫服務器下載定值單。同時該系統集成了各保護廠家的規約模塊，直接連接保護裝置讀取定值。該系統方便繼電保護檢修人員在現場對220 kV保護裝置定值進行校核，可以提高定值校核的工作效率及正確性，防止現場誤整定事故的發生。

便攜式；穿越防火墻；即插即用；規約模塊；定值校核

定值作為繼電保護邏輯判斷的重要參數，決定了保護裝置動作正確性，從而可能影響電網安全［1］。因此，在繼電保護裝置調試階段、投入運行前、檢修時以及運行過程中，對繼電保護定值的檢查及校核是不可缺少的步驟。繼電保護裝置在不同的工程應用中，功能和性能的區別主要體現在定值上。現今保護定值不斷增加且趨于復雜，給定值的校核工作提出了更高的要求。目前變電站繼電保護定值核對工作是通過保護裝置的定值打印，或直接在保護裝置的液晶面板上打開定值列表，與調度下發的保護定值單內容比對。這種方式存在速度慢、效率低、容易出錯的問題［2，3］。該項目從提高效益、減員增效的角度考慮，開發了便攜式定值校核系統，方便繼電保護檢修人員在現場對所有保護裝置的定值進行校核。

1　總體設計方案

江蘇省220 kV保護裝置定值自動校核系統分為三部分：一是在變電站主控室通過網頁方式訪問省公司WEB服務器，從而連接數據庫服務器，遠程下載定值單；二是在變電站保護小室調用各保護裝置的規約模塊讀取保護定值；三是將省公司定值單和從保護裝置讀取的定值進行比對。系統架構如圖1所示。

首先，考慮數據庫服務器不支持外網的訪問，并且WEB服務器上不可運行可執行的應用程序，也不可保存文件，在變電站內要穿越防火墻才能遠程下載省公司的定值單。研究后在WEB服務器上用asp腳本開發訪問數據庫服務器的網頁程序。在變電站內先以網頁方式訪問省公司的WEB服務器，然后通過asp腳本連接到數據庫服務器，下載定值單。這樣既能完整的獲取定值數據，又能保證省公司數據庫的安全性。

其次，目前國內主流的保護廠家裝置的通信規約有較大差異，而站內監控后臺通常只支持一種通信規約，后臺與外廠家保護裝置通信都是通過規約轉換裝置進行的。規約轉換裝置負責將不同保護廠家的規約，包括串口和網絡口規約，轉換成后臺可識別的規約進行通信。若要在系統中用這種方式，必然帶來操作上的不便。因為接入規約轉換裝置需要接線和組態，工作量很大，有悖項目設計便攜式的初衷。考慮現場調試的易用性，需將調試筆記本與保護裝置直接連接，這就要求系統支持所有廠家的通信規約。研究后將所有廠家的規約模塊接入定值校核系統，并進行統一封裝，兼容所有廠家保護裝置獨特的通信及配置方式。這樣才能讓現場繼電保護檢修人員從繁瑣的接線、組態的工作中解放出來，真正實現即插即用的調試、檢修方式。

圖1　系統結構

2　軟件結構設計

軟件設計對各功能進行模塊化封裝，軟件分解成3個功能模塊，各個模塊之間相互獨立。整個系統結構清晰、分工明確，便于軟件的開發、調試和維護。軟件結構如圖2所示。3個模塊分別為：省公司接口、規約模塊、定值比對模塊。省公司接口負責訪問省公司數據庫服務器并讀取數據庫中定值，通過WEB發布至調度數據網。調度數據網上的客戶端可以下載并導出定值單、上傳定值描述。規約模塊分別與南瑞繼保、國電南自、長園深瑞、許繼電氣、北京四方等國內主流保護廠家的保護裝置進行通信。支持定值的讀取及導出。上述2個模塊導出的定值單文件統一導入定值比對模塊進行比對、校核，提示用戶兩者之間的差異［4］。

圖2　軟件結構

3　功能設計

3.1省公司定值單下載

為實現自動的方式在變電站內拿到省公司的定值單，需要支持在站內訪問到省公司的數據。省公司存儲數據信息的數據庫服務器對外存在防火墻，在變電站內不可直接訪問［5］。在省公司WEB服務器上用asp腳本開發訪問數據庫服務器的網頁程序，通過該腳本訪問省公司數據庫服務器。在變電站內以網頁方式訪問省公司WEB服務器，并下載定值單文件。

省公司數據庫中已有存放與定值相關的庫表包括地區表、廠站表、頭表、模板表。以此為基礎，新建定值單對應表為項目校核用。以下是各庫表功能介紹。

jb_dic_city地區表：存儲江蘇省內地區信息，內容包括地區名，一般是城市名。jb_dic_station廠站表：存儲廠站信息，內容包括廠站名。每個廠站都有所歸屬的地區。jb_dzdhead頭表：存儲裝置模板信息，內容包括開關編號、裝置型號、裝置模板。頭表是江蘇省內所有保護裝置型號模板的集合，每一個裝置模板都有所歸屬的廠站。jb_xxxx模板表：xxxx為裝置模板名，內容包括該模板下所有定值的實際值。模板表只存儲定值的實際值信息，而沒有存儲定值的描述信息，每一條定值在數據庫中有標識用的ID。每一個裝置模板在頭表里都有對應的記錄。裝置模板是針對于多CPU裝置而言的，不同CPU對應于多個模板，單CPU裝置基本上一種裝置型號對應于一種裝置模板。jb_dzdmap：定值單對應表。內容包括定值描述、定值ID。定值單對應表是在原有數據庫表結構基礎上為項目新建的一張數據庫表。由于模板表中只存儲每個模板的定值實際值，沒有該模板中定值的描述信息。新建該表增加定值描述和ID的對應關系，通過定值ID在模板表中找到相對應保護裝置下各定值的實際值。

對于同一條定值，由于省公司數據庫中定義的描述可能與實際保護裝置定義的描述有差異，而導致無法正確識別。在變電站內可將從保護實際讀取上來的定值描述修改至省公司數據庫定值單對應表中保存的描述，在修改前必須保證此描述準確無誤。

在客戶端下載、導出定值單以及上傳定值描述設計操作如下：

連接調度數據網并輸入以下網址：“http://172.17. 1.108/Dmis_Web/SD_JB/pssedb2/dzd/pmis/pmis_index. asp”。在主頁上選擇地區、廠站、開關編號、裝置型號、裝置模板。點擊下載定值單按鈕。彈出網頁顯示所選擇的廠站、型號、模板中定值的描述及實際值。確認無誤后將該定值單保存至本地。

若定值單中的描述與保護實際描述不一致，可在主頁選擇地區、廠站、開關編號、裝置型號、裝置模板后，點擊編輯定值單，在彈出的網頁中修改相關描述。若定值單不完整可在該模板中增加新的定值。若定值單中存在多余定值，可刪除該條定值。執行增加、刪除、修改操作時必須保證輸入的信息準確無誤。在主頁上也可查看所有廠站下的定值單，打開后所有定值按廠站順序排列顯示，用戶可在此頁面集中編輯定值。

3.2與保護裝置通信

用戶筆記本直接通過網絡口或串口連接各廠家保護裝置。定值校核系統根據調試的不同保護裝置調用不同廠家的規約模塊。軟件先將通信所需要的參數傳遞給規約模塊，與通信無關的參數由規約模塊通過配置文件自行進行管理，在界面上不可見。此后定值校核系統通過規約模塊自動與保護通信連接，完成讀取、導出定值等功能。省公司下載的定值單及從各保護裝置讀取的定值單需導入定值校核模塊進行比對，為此定義了公用定值單格式。由于省公司定值單庫中只有描述和實際值信息，所以定值單格式定義為“描述，實際值”。文件中一行表示一個定值條目，描述和實際值以逗號分隔，刪除無用的空格及制表符。

連接保護裝置，讀取、導出定值設計操作如下：在定值校核系統調用規約模塊接口的界面上選擇規約類型，并輸入相關參數。例如調試串口保護裝置輸入串口號和波特率，調試網絡保護裝置輸入IP地址，部分保護需要輸入與保護類型相關的配置文本路徑。點擊確定后定值校核系統將把以上輸入的參數傳遞給規約模塊。規約模塊接收傳遞的參數，自動連接保護裝置，根據用戶的需要讀取及導出定值。

3.3定值比對

將省公司定值單與保護裝置定值單導入定值校核系統作比對。定值比對基于省公司定值單和保護裝置定值單格式統一且描述一致。比對界面分2個頁面顯示2份定值單內容。點擊工具欄上的比對按鈕，將2份保護定值單按描述做匹配，匹配成功則視為同一條定值。實際值相同的顯示為黑色，不同的顯示為紅色，匹配不成功顯示為灰色。比對完成結果顯示實際值不一致，則需通報省公司審核。若實際值以省公司定值單為準，通過相應的規約模塊將新值下裝至保護裝置；若實際值以保護裝置為準，則通知省公司繼保維護人員更改數據庫中的定值標準值。

4　現場測試

4.1測試過程

該系統的測試地點在江蘇揚州220 kV廣陵變電站，針對廣陵變站內220 kV保護裝置。

將測試筆記本放置在變電站主控室，連接調度數據網網線，通過網頁程序訪問省公司WEB服務器。下載各保護裝置的定值單文本至測試筆記本。將測試筆記本放置在變電站保護小室，通過串口或網線與各保護裝置連接。輸入規約模塊所需的通信參數。正確設定后規約模塊自動連接保護裝置。讀取保護裝置定值，并導出當前定值于本地定值單文件。將省公司下載的各保護裝置的定值單以及從各保護裝置讀取導出的定值單分別導入定值校核系統。點擊比對按鈕。部分定值顯示灰色，表示描述不匹配；部分定值顯示紅色，表示實際值不一致；其余條目黑色，表示實際值相同。

保護裝置的定值描述與省公司定值單庫中保存的定值中文名存在部分差異。但是大多差異只是空格或制表符，在人工比對命名的過程中比較容易辨別。此工作針對一種保護型號修改過后，對江蘇省內其他地區、廠站下的同型號保護裝置不需要再做此工作。

4.2測試結論

用網頁方式下載定值單以及通過規約模塊與保護裝置通信、讀取定值均實現了設計目標。定值校核快速、簡便，結果清晰明了。測試表明該系統的設計、開發和實施具備可行性，實際運行中可為繼保檢修人員減輕很大的工作量。

5　結束語

將省公司的定值單用WEB方式發布到變電站，規避人工傳送定值單的復雜程序，以及格式不統一給校核工作帶來的困擾。此過程中無需省公司人員配合即可下載標準的定值單文件。格式固定、內容完整、操作簡單、安全性高。整個過程無紙化、自動化完成，減少人工校核工作中出錯的可能性。具有比較高的實用價值及廣泛的推廣意義。

［1］李德文，劉進，劉偉，等.繼電保護裝置遠方修改定值模式研究［J］.江蘇電機工程，2014，33（2）：34-36.

［2］徐寧，宋宇波，劉金官，等.繼電保護定值遠程安全配置系統的設計與研究［J］.南京郵電大學學報，2009，29（3）：57-63.

［3］張華寧，陸進軍，何鳴一，等.定值校核系統在EMS系統中的設計與應用［C］//2013年中國電機工程學會年會，2013.

［4］康雪琴.繼電保護整定計算定值的校核研究［J］.科技資訊，2013（25）：131-133.

［5］顧慧杰，謝俊，柳煥章，等.基于調度數據網的定值單管理系統［J］.電力系統自動化，2009，33（9）：52-56.

Jiangsu 220 kV Relay Settings Automatic Checking System

LI Feng1，QI Zhong1，CAO Bin2，TANG Dahai2，YU Rongyun3，DU Jun1
（1.NARI-Relays Electric Co.Ltd.，Nanjing 211102，China；2.Zhenjiang Power Supply Company，Zhenjiang 212001，China；3.Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210024，China）

Nowadays the settings of relay-protection devices in substations are constantly increasing and becoming more and more complex.Therefore，the checking work for settings is increasingly complicated.This paper presents a method to traverse the firewall and download remotely.In the method，WEB servers of the provincial company can be accessed in web form，and consequently access can be downloaded.At the same time，this system integrates protocol modules of various manufacturers，directly connects devices and reads settings.The system can help maintenance personnel to check settings of 220 kV relay-protection devices very easily in substations.It can improve working efficiency and correctness of setting check.It also can prevent accidents of wrong configuring settings.The checking system is portable，easy to use，and suitable for checking work.This system has a realistic sense and can be widely used.

portable；traverse the firewall；plug and play；protocol module；settings check

TM77

A

1009-0665（2015）05-0037-03

李楓（1981），男，江蘇南京人，工程師，從事變電站監控系統的研究和開發工作；

祁忠（1977），男，江蘇張家港人，高級工程師，從事變電站監控系統的研究和開發工作；

曹斌（1977），男，江蘇海安人，工程師，從事繼電保護工作；

湯大海（1963），男，江蘇鎮江人，教授級高級工程師，從事繼電保護工作；

余榮云（1955），男，江蘇南京人，高級工程師，從事繼電保護工作；

篤峻（1975），男，江蘇南京人，高級工程師，從事變電站監控系統研究和開發工作。

2015-04-15；

2015-06-08