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(tǒng)設(shè)計

羅婉兒 李明達 顏廣興

【摘 要】文章對現(xiàn)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(tǒng)，該系統(tǒng)從保護裝置打印接口處可獲取運行定值數(shù)據(jù)，并與調(diào)度下發(fā)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(guān)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(xiàn)狀及不足分析

在廣東電網(wǎng)，定值執(zhí)行管理工作分為幾個環(huán)節(jié)，分別是調(diào)度整定計算環(huán)節(jié)、調(diào)度校對環(huán)節(jié)、現(xiàn)場執(zhí)行環(huán)節(jié)、返回確認環(huán)節(jié)。目前，除了現(xiàn)場執(zhí)行環(huán)節(jié)外，其余3個環(huán)節(jié)均已在線上信息管理系統(tǒng)中實現(xiàn)電子單、審核、確認等信息的流轉(zhuǎn)，而在現(xiàn)場執(zhí)行環(huán)節(jié)，仍然需要工作人員現(xiàn)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(shù)據(jù)正確與否將直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)運行方式，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行有著重要的意義，因此在定值管理中要求現(xiàn)場工作人員每年定期或者在運行定值發(fā)生變化時（執(zhí)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(xiàn)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(diào)度下發(fā)的整定定值單是否一致。經(jīng)長期應用，該常規(guī)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(zhì)定值清單，針式打印機打印速度慢，容易出現(xiàn)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(tài)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(fā)生，繼電保護裝置必將長期運行錯誤定值而無法被發(fā)現(xiàn)問題，極有可能造成繼電保護裝置誤動或拒動，導致電網(wǎng)事故擴大。{3}隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展、變電站數(shù)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(xiàn)

2.1 保護定值自動核對系統(tǒng)的簡要說明

圖1是保護定值自動核對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)，打印數(shù)據(jù)通過串口轉(zhuǎn)換輸入至核對終端。其次，從廣東電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的定值執(zhí)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(shù)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(xiàn)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(shù)保護裝置都是采取串口（RS232）連接方式，打印數(shù)據(jù)采用針式打印機控制語言的通用協(xié)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(shù)據(jù)以固定波特率（一般為4 800 bps、9 600 bps、14 400 bps）通過串口將內(nèi)容發(fā)送至打印機處，打印機隨后對接收的數(shù)據(jù)進行解碼。

2.2.2 運行定值傳輸?shù)挠布ǖ?/p>

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(zhuǎn)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(xiàn)保護定值核對終端與保護裝置的連接，構(gòu)成運行定值傳輸?shù)臄?shù)據(jù)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(xiàn)

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?shù)拇蛴?shù)據(jù)是采用針式打印機控制語言的通用協(xié)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(shù)據(jù)進行解碼，只保留GBK編碼字符集部分，所以TXT文件內(nèi)容與打印機輸出內(nèi)容完全一致。核對終端進行保護定值核對時將自動調(diào)取該TXT文件的內(nèi)容，將其與整定定值比較，以實現(xiàn)保護定值核對。

2.3 保護裝置整定定值的獲取

在廣東電網(wǎng)安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)中，設(shè)有專門的定值執(zhí)行管理模塊。當調(diào)度將整定定值下發(fā)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(nèi)定值名稱與數(shù)值會嚴格按照規(guī)范進行命名和設(shè)定。因此，整定定值單可從定值執(zhí)行管理模塊中獲得，整定定值單文件格式大多數(shù)為XLS，少數(shù)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(xiàn)保護裝置整定定值的獲取。

2.4 如何實現(xiàn)自動核對

2.4.1 設(shè)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(shù)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(guān)”信息，因此為了更好地匹配定值項、實現(xiàn)信息的準確抓取和核對，核對終端內(nèi)需要設(shè)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(nèi)容由對應保護裝置的保護定值項構(gòu)成，且其定值命名方式應嚴格按照規(guī)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(tài)化開展，可針對一個變電站內(nèi)全部型號保護裝置統(tǒng)一制作定值模板，形成變電站定值模板庫，當出現(xiàn)保護裝置動態(tài)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(nèi)容，以定值項名稱作為“字典”的鍵名，然后導入調(diào)度下發(fā)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(fā)送的打印數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)接收完畢后，關(guān)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(jié)果。當保護定值核對結(jié)果為不一致時，其運行定值與整定定值一欄的數(shù)值將會被標紅，便于發(fā)現(xiàn)。圖3為定值項的核對結(jié)果。

2.4.3 增加定值核對報告

在廣東電網(wǎng)，當工作人員完成定值核對后，會在打印出來的紙質(zhì)定值單上簽名確認，表示本次定值核對（執(zhí)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(jié)和記錄。

3 總結(jié)

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(tǒng)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(tǒng)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(shè)備工作。

（2）無須經(jīng)過打印獲取運行定值，數(shù)字化傳輸數(shù)據(jù)使得工作人員不用考慮打印機相關(guān)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(xiàn)“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(yè)，縮短相關(guān)紙質(zhì)資料歸檔等時間。

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

參 考 文 獻

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