一种基于装置打印接口的继电保护装置保护定值自动核对系统设计

罗婉儿 李明达 颜广兴

【摘 要】文章对现阶段变电站继电保护装置保护定值核对方法进行了分析，介绍了一种基于装置打印接口的保护定值自动核对系统，该系统从保护装置打印接口处可获取运行定值数据，并与调度下发的定值单电子档进行核对，可快速、准确地完成定值核对工作。

【关键词】定值核对;继电保护装置;打印接口;快速

【中图分类号】TM63;TM77 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）03-0032-03

1 继电保护装置定值核对工作现状及不足分析

在广东电网，定值执行管理工作分为几个环节，分别是调度整定计算环节、调度校对环节、现场执行环节、返回确认环节。目前，除了现场执行环节外，其余3个环节均已在线上信息管理系统中实现电子单、审核、确认等信息的流转，而在现场执行环节，仍然需要工作人员现场输入定值并进行定值核对、双方签名确认。

由于继电保护装置定值的数据正确与否将直接影响到电网系统运行方式，对电网安全穩定运行有着重要的意义，因此在定值管理中要求现场工作人员每年定期或者在运行定值发生变化时（执行定值时）对继电保护装置开展运行定值核对工作。目前，变电站定值核对工作都是采用人工核对方式，即继保人员现场打印保护装置定值清单，并与运行人员共同进行朗读、复诵并核对装置打印出来的保护定值清单与调度下发的整定定值单是否一致。经长期应用，该常规核对方式明显存在以下几点不足：{1}定值核对工作需要使用外接针式打印机打印纸质定值清单，针式打印机打印速度慢，容易出现卡纸、无纸等问题，工作人员常需耗费时间用于检查打印机状态并使其具备打印条件，因此容易造成核对工作效率低下。{2}定值核对过程为人工核对，所以存在人为错误的情况，一旦该情况发生，继电保护装置必将长期运行错误定值而无法被发现问题，极有可能造成继电保护装置误动或拒动，导致电网事故扩大。{3}随着电网的不断发展、变电站数量的逐年攀升，继电保护装置日益增多，定值核对工作不可避免地面临着量大、繁琐、人力资源不足等问题，不符合精益化的要求。

2 保护定值自动核对功能的实现

2.1 保护定值自动核对系统的简要说明

图1是保护定值自动核对系统结构简图。首先，在保护装置处，通过面板操作打印定值功能可获取当前运行定值打印数据，打印数据通过串口转换输入至核对终端。其次，从广东电网生产管理系统中的定值执行模块可以收集当前变电站全部保护装置的正式整定定值单，并在核对终端中形成待校验的电子化定值单库。核对终端通过文本（定值名称+数值）比较运行定值与整定定值是否一致。

2.2 保护装置运行定值的获取

2.2.1 保护装置定值打印功能

目前，变电站继电保护装置都含有定值查看及打印的功能。为了实现定值打印功能，一般每台保护装置都会配备一台打印机，打印机的连接方式分为并口（CN36）和串口（RS232）。目前，绝大多数保护装置都是采取串口（RS232）连接方式，打印数据采用针式打印机控制语言的通用协议ESC/POS指令集，汉字部分采用GB_2312字符集汉字编码标准。当人员在保护装置操作面板上选择定值打印时，继电保护装置将打印数据以固定波特率（一般为4 800 bps、9 600 bps、14 400 bps）通过串口将内容发送至打印机处，打印机随后对接收的数据进行解码。

2.2.2 运行定值传输的硬件通道

继电保护装置与打印机之间通过串口线进行硬件连接，其打印机接口类型一般为DB25孔。当需进行运行定值传输时，通过采用一条RS-232串口转USB传输线，其一端接口类型为DB25，另一端接口类型为USB，由此可实现保护定值核对终端与保护装置的连接，构成运行定值传输的数据通道。该USB串口为虚拟串口，与DB25串口不同，其在核对终端中并非常开串口。运行定值传输硬件连接示意图如图2所示。

2.2.3 运行定值获取的实现

在核对终端上通过软件打开USB虚拟串口，然后工作人员在保护装置上操作定值打印功能，可将保护装置的运行定值传输至核对终端，接收并存储为一个TXT文件。因为保护装置传输的打印数据是采用针式打印机控制语言的通用协议ESC/POS指令集，汉字部分采用GB_2312字符集汉字编码标准，核对终端对打印数据进行解码，只保留GBK编码字符集部分，所以TXT文件内容与打印机输出内容完全一致。核对终端进行保护定值核对时将自动调取该TXT文件的内容，将其与整定定值比较，以实现保护定值核对。

2.3 保护装置整定定值的获取

在广东电网安全生产信息系统中，设有专门的定值执行管理模块。当调度将整定定值下发时，工作人员可在该模块下载整定定值单。一般来说，所有运行的继电保护装置整定定值单都可在该模块中查询到，且整定定值单内定值名称与数值会严格按照规范进行命名和设定。因此，整定定值单可从定值执行管理模块中获得，整定定值单文件格式大多数为XLS，少数为PDF。

将获取的整定定值单文件存入核对终端的一个文件夹中，在开展核对工作时，核对终端将自动召唤该文件夹，并由人工选取被校核的整定定值单文件，由此实现保护装置整定定值的获取。

2.4 如何实现自动核对

2.4.1 设置定值项模板

由于获取的运行定值文档与保护整定定值文档中信息较多，除了所需要的定值项及对应数值供以核对外，还含有变电站名称、线路名称、保护信号等多种“无关”信息，因此为了更好地匹配定值项、实现信息的准确抓取和核对，核对终端内需要设置定值项模板文件。

一般来说，不同保护型号的保护装置的定值项不相同。该模板内容由对应保护装置的保护定值项构成，且其定值命名方式应严格按照规范要求。一种保护型号的保护装置对应一个定值模板，只要是相同保护型号的保护装置，那么该定值模板便可通用。目前，变电站保护定值核对工作的常态化开展，可针对一个变电站内全部型号保护装置统一制作定值模板，形成变电站定值模板库，当出现保护装置动态变化时，亦可对定值模板库进行更新。

2.4.2 通过定值项模板进行定值核对

完整的自动核对流程如下：保护装置定值核对终端首先导入相应的定值项模板文件，读取文件内容，以定值项名称作为“字典”的键名，然后导入调度下发的正式整定定值单文件，核对终端以模板的定值项名称来正则匹配对应的“字典”的值，形成完整的键-值“字典”，将其称为正式定值“字典”。接着核对终端打开对应的串口，接收保护装置发送的打印数据，通过解码处理，同样以模板的定值项名称正则匹配对应的“字典”的值，形成完整的键-值“字典”，将其称为保护装置定值“字典”。

数据接收完毕后，关闭串口，进行正式定值“字典”与保护装置定值“字典”的值对比，全部核对比较完毕将生成显示核对结果。当保护定值核对结果为不一致时，其运行定值与整定定值一栏的数值将会被标红，便于发现。图3为定值项的核对结果。

2.4.3 增加定值核对报告

在广东电网，当工作人员完成定值核对后，会在打印出来的纸质定值单上签名确认，表示本次定值核对（执行）工作完成。保护装置自动核对终端增加了报告的功能，在定值核对报告中，包括核对人、时间、保护型号、定值单编号、正确率分析等项（如图4所示），用于快速对本次定值核对工作进行总结和记录。

3 总结

本文所描述的基于装置打印接口继电保护装置保护定值自动核对系统大大提高了变电站工作人员定值核对工作的效率。

（1）該系统组成简单，核对终端与保护装置仅通过打印接口进行连接，安全可靠，不影响运行设备工作。

（2）无须经过打印获取运行定值，数字化传输数据使得工作人员不用考虑打印机相关硬件存在的耗时、缺陷等问题，缩短了工作时间。

（3）操作简单明了，无须人工核对判断，判断实现“程序化”，自动核对方式提高了核对准确度。

（4）核对报告自动生成，进一步推进定值核对工作“无纸化”作业，缩短相关纸质资料归档等时间。

总而言之，该系统的应用切实提高了工作人员在定值核对相关工作上的效率，确保了定值核对结果的准确性，对保证变电站设备正常运行、电网安全稳定运行有着重大意义。

参 考 文 献

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