一種基于裝置打印接口的繼電保護裝置保護定值自動核對系統設計

羅婉兒 李明達 顏廣興

【摘 要】文章對現階段變電站繼電保護裝置保護定值核對方法進行了分析，介紹了一種基于裝置打印接口的保護定值自動核對系統，該系統從保護裝置打印接口處可獲取運行定值數據，并與調度下發的定值單電子檔進行核對，可快速、準確地完成定值核對工作。

【關鍵詞】定值核對;繼電保護裝置;打印接口;快速

【中圖分類號】TM63;TM77 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）03-0032-03

1 繼電保護裝置定值核對工作現狀及不足分析

在廣東電網，定值執行管理工作分為幾個環節，分別是調度整定計算環節、調度校對環節、現場執行環節、返回確認環節。目前，除了現場執行環節外，其余3個環節均已在線上信息管理系統中實現電子單、審核、確認等信息的流轉，而在現場執行環節，仍然需要工作人員現場輸入定值并進行定值核對、雙方簽名確認。

由于繼電保護裝置定值的數據正確與否將直接影響到電網系統運行方式，對電網安全穩定運行有著重要的意義，因此在定值管理中要求現場工作人員每年定期或者在運行定值發生變化時（執行定值時）對繼電保護裝置開展運行定值核對工作。目前，變電站定值核對工作都是采用人工核對方式，即繼保人員現場打印保護裝置定值清單，并與運行人員共同進行朗讀、復誦并核對裝置打印出來的保護定值清單與調度下發的整定定值單是否一致。經長期應用，該常規核對方式明顯存在以下幾點不足：{1}定值核對工作需要使用外接針式打印機打印紙質定值清單，針式打印機打印速度慢，容易出現卡紙、無紙等問題，工作人員常需耗費時間用于檢查打印機狀態并使其具備打印條件，因此容易造成核對工作效率低下。{2}定值核對過程為人工核對，所以存在人為錯誤的情況，一旦該情況發生，繼電保護裝置必將長期運行錯誤定值而無法被發現問題，極有可能造成繼電保護裝置誤動或拒動，導致電網事故擴大。{3}隨著電網的不斷發展、變電站數量的逐年攀升，繼電保護裝置日益增多，定值核對工作不可避免地面臨著量大、繁瑣、人力資源不足等問題，不符合精益化的要求。

2 保護定值自動核對功能的實現

2.1 保護定值自動核對系統的簡要說明

圖1是保護定值自動核對系統結構簡圖。首先，在保護裝置處，通過面板操作打印定值功能可獲取當前運行定值打印數據，打印數據通過串口轉換輸入至核對終端。其次，從廣東電網生產管理系統中的定值執行模塊可以收集當前變電站全部保護裝置的正式整定定值單，并在核對終端中形成待校驗的電子化定值單庫。核對終端通過文本（定值名稱+數值）比較運行定值與整定定值是否一致。

2.2 保護裝置運行定值的獲取

2.2.1 保護裝置定值打印功能

目前，變電站繼電保護裝置都含有定值查看及打印的功能。為了實現定值打印功能，一般每臺保護裝置都會配備一臺打印機，打印機的連接方式分為并口（CN36）和串口（RS232）。目前，絕大多數保護裝置都是采取串口（RS232）連接方式，打印數據采用針式打印機控制語言的通用協議ESC/POS指令集，漢字部分采用GB_2312字符集漢字編碼標準。當人員在保護裝置操作面板上選擇定值打印時，繼電保護裝置將打印數據以固定波特率（一般為4 800 bps、9 600 bps、14 400 bps）通過串口將內容發送至打印機處，打印機隨后對接收的數據進行解碼。

2.2.2 運行定值傳輸的硬件通道

繼電保護裝置與打印機之間通過串口線進行硬件連接，其打印機接口類型一般為DB25孔。當需進行運行定值傳輸時，通過采用一條RS-232串口轉USB傳輸線，其一端接口類型為DB25，另一端接口類型為USB，由此可實現保護定值核對終端與保護裝置的連接，構成運行定值傳輸的數據通道。該USB串口為虛擬串口，與DB25串口不同，其在核對終端中并非常開串口。運行定值傳輸硬件連接示意圖如圖2所示。

2.2.3 運行定值獲取的實現

在核對終端上通過軟件打開USB虛擬串口，然后工作人員在保護裝置上操作定值打印功能，可將保護裝置的運行定值傳輸至核對終端，接收并存儲為一個TXT文件。因為保護裝置傳輸的打印數據是采用針式打印機控制語言的通用協議ESC/POS指令集，漢字部分采用GB_2312字符集漢字編碼標準，核對終端對打印數據進行解碼，只保留GBK編碼字符集部分，所以TXT文件內容與打印機輸出內容完全一致。核對終端進行保護定值核對時將自動調取該TXT文件的內容，將其與整定定值比較，以實現保護定值核對。

2.3 保護裝置整定定值的獲取

在廣東電網安全生產信息系統中，設有專門的定值執行管理模塊。當調度將整定定值下發時，工作人員可在該模塊下載整定定值單。一般來說，所有運行的繼電保護裝置整定定值單都可在該模塊中查詢到，且整定定值單內定值名稱與數值會嚴格按照規范進行命名和設定。因此，整定定值單可從定值執行管理模塊中獲得，整定定值單文件格式大多數為XLS，少數為PDF。

將獲取的整定定值單文件存入核對終端的一個文件夾中，在開展核對工作時，核對終端將自動召喚該文件夾，并由人工選取被校核的整定定值單文件，由此實現保護裝置整定定值的獲取。

2.4 如何實現自動核對

2.4.1 設置定值項模板

由于獲取的運行定值文檔與保護整定定值文檔中信息較多，除了所需要的定值項及對應數值供以核對外，還含有變電站名稱、線路名稱、保護信號等多種“無關”信息，因此為了更好地匹配定值項、實現信息的準確抓取和核對，核對終端內需要設置定值項模板文件。

一般來說，不同保護型號的保護裝置的定值項不相同。該模板內容由對應保護裝置的保護定值項構成，且其定值命名方式應嚴格按照規范要求。一種保護型號的保護裝置對應一個定值模板，只要是相同保護型號的保護裝置，那么該定值模板便可通用。目前，變電站保護定值核對工作的常態化開展，可針對一個變電站內全部型號保護裝置統一制作定值模板，形成變電站定值模板庫，當出現保護裝置動態變化時，亦可對定值模板庫進行更新。

2.4.2 通過定值項模板進行定值核對

完整的自動核對流程如下：保護裝置定值核對終端首先導入相應的定值項模板文件，讀取文件內容，以定值項名稱作為“字典”的鍵名，然后導入調度下發的正式整定定值單文件，核對終端以模板的定值項名稱來正則匹配對應的“字典”的值，形成完整的鍵-值“字典”，將其稱為正式定值“字典”。接著核對終端打開對應的串口，接收保護裝置發送的打印數據，通過解碼處理，同樣以模板的定值項名稱正則匹配對應的“字典”的值，形成完整的鍵-值“字典”，將其稱為保護裝置定值“字典”。

數據接收完畢后，關閉串口，進行正式定值“字典”與保護裝置定值“字典”的值對比，全部核對比較完畢將生成顯示核對結果。當保護定值核對結果為不一致時，其運行定值與整定定值一欄的數值將會被標紅，便于發現。圖3為定值項的核對結果。

2.4.3 增加定值核對報告

在廣東電網，當工作人員完成定值核對后，會在打印出來的紙質定值單上簽名確認，表示本次定值核對（執行）工作完成。保護裝置自動核對終端增加了報告的功能，在定值核對報告中，包括核對人、時間、保護型號、定值單編號、正確率分析等項（如圖4所示），用于快速對本次定值核對工作進行總結和記錄。

3 總結

本文所描述的基于裝置打印接口繼電保護裝置保護定值自動核對系統大大提高了變電站工作人員定值核對工作的效率。

（1）該系統組成簡單，核對終端與保護裝置僅通過打印接口進行連接，安全可靠，不影響運行設備工作。

（2）無須經過打印獲取運行定值，數字化傳輸數據使得工作人員不用考慮打印機相關硬件存在的耗時、缺陷等問題，縮短了工作時間。

（3）操作簡單明了，無須人工核對判斷，判斷實現“程序化”，自動核對方式提高了核對準確度。

（4）核對報告自動生成，進一步推進定值核對工作“無紙化”作業，縮短相關紙質資料歸檔等時間。

總而言之，該系統的應用切實提高了工作人員在定值核對相關工作上的效率，確保了定值核對結果的準確性，對保證變電站設備正常運行、電網安全穩定運行有著重大意義。

參 考 文 獻

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