變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)研制應(yīng)用

袁 力

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局）

0 引言

目前變電站繼電保護(hù)室二次屏柜內(nèi)繼保裝置定值核查方式落后，需要在繼保裝置面板操作，使用定值打印功能，利用針式打印機(jī)打印紙質(zhì)定值，然后將現(xiàn)場(chǎng)打印的定值同變電站內(nèi)存放的調(diào)度下發(fā)定值單進(jìn)行核對(duì)。該常規(guī)核查方式存在幾點(diǎn)不足：

1）繼保裝置連接的打印機(jī)一般為針式打印機(jī)，打印速度非常緩慢，有時(shí)打印一個(gè)裝置的定值單需幾十分鐘。以普通220kV線路2套保護(hù)、測(cè)控裝置進(jìn)行核查，順利進(jìn)行所需時(shí)間大約為1個(gè)小時(shí)；

2）定值打印完成后的核對(duì)工作需要兩人進(jìn)行朗讀復(fù)頌核對(duì)，需逐條逐字核對(duì)，所需時(shí)間也很長(zhǎng)；

3）工作量大，核對(duì)人員長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行單一重復(fù)性工作，容易麻痹大意，使核對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)漏；

4）針式打印機(jī)容易損壞，日常也需要維護(hù)。

基于此，有必要設(shè)計(jì)一套有效的智能系統(tǒng)，解決定值核查中存在的問(wèn)題。本變電站繼保定值智能核對(duì)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)定值核查一鍵完成。系統(tǒng)軟件由電腦承載，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接線與繼保裝置的打印數(shù)據(jù)線連接（在打印機(jī)端口處安裝分接頭，可保留原來(lái)打印方式，也可連接本系統(tǒng)）。操作時(shí)只需按照原來(lái)正常打印定值方式在保護(hù)測(cè)控面板進(jìn)行操作，本系統(tǒng)接收到打印數(shù)據(jù)后即生成現(xiàn)場(chǎng)定值電子版，與預(yù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)的定值單定值進(jìn)行比對(duì)核查，幾分鐘即可完成一個(gè)繼保裝置的定值核查工作。

1 變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

變電站內(nèi)現(xiàn)有的繼保裝置保護(hù)設(shè)備涉及主變、線路、電容、站變、接地變等電力元件，種類繁多，各廠家、各型號(hào)都有。如利用裝置的調(diào)試端口直接對(duì)接保護(hù)測(cè)控裝置讀取所有廠家型號(hào)的保護(hù)測(cè)控裝置的定值，對(duì)核對(duì)系統(tǒng)的兼容性要求極高，實(shí)現(xiàn)難度太大，且由于包含太多不同廠家裝置的接口協(xié)議等，也容易出錯(cuò)。且對(duì)于運(yùn)行中的電力設(shè)備，從調(diào)試端口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。

由中山供電局變電一所相關(guān)項(xiàng)目小組經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究分析之后，提出了截取裝置輸出到打印機(jī)數(shù)據(jù)的方案。既能最大范圍地兼容各廠家的不同型號(hào)保護(hù)測(cè)控裝置，也不對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備造成任何不利影響。本論文以南京南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的線路保護(hù)裝置PCS-931、PCS-902、PCS-941等為例進(jìn)行說(shuō)明。

1.1 硬件部分

（1）傳輸分接頭

能兼容變電站內(nèi)保護(hù)測(cè)控等裝置的打印輸出端口，兼容保護(hù)測(cè)控裝置的打印機(jī)，同時(shí)與該項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集相匹配，無(wú)需頻繁插拔數(shù)據(jù)線。將保護(hù)測(cè)控裝置的輸出接頭25針串口接頭轉(zhuǎn)為一個(gè)9針接頭和一個(gè)25針接頭，將9針串口和25針串口的管腳信號(hào)線進(jìn)行匹配和轉(zhuǎn)接。繼保裝置打印輸出端口由3根數(shù)據(jù)線連接25針打印機(jī)串口插頭的4、7、21針腳。利用25針串口一分二轉(zhuǎn)接線，一口端接繼保裝置引出的25針串口，二口端接打印機(jī)（25針串口）和電腦（9針串口，連接電腦之前還需用串口轉(zhuǎn)UBS轉(zhuǎn)接線），即可實(shí)現(xiàn)截取打印定值的同時(shí)截獲定值數(shù)據(jù)，如無(wú)需實(shí)際打印時(shí)可將打印機(jī)關(guān)機(jī)即可。且電腦UBS接口可實(shí)現(xiàn)熱插拔，對(duì)運(yùn)行設(shè)備無(wú)負(fù)面影響。連接示意圖如圖1所示。

圖1 繼保裝置、打印機(jī)、電腦連接示意圖

（2）有源數(shù)據(jù)串口轉(zhuǎn)接線

如繼保裝置段對(duì)打印機(jī)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好信號(hào)有要求，電腦不能滿足電壓信號(hào)要求時(shí)，可利用有源數(shù)據(jù)串口轉(zhuǎn)USB轉(zhuǎn)接線，自帶電源能給保護(hù)裝置發(fā)送虛擬的打印機(jī)準(zhǔn)備好信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)需并聯(lián)打印機(jī)，或無(wú)打印機(jī)的情況實(shí)現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)傳輸。所述的有源數(shù)據(jù)傳輸串口線，自帶9V電源，能給保護(hù)裝置發(fā)送虛擬的打印機(jī)準(zhǔn)備好信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)需并聯(lián)打印機(jī)，或無(wú)打印機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)線自帶電源適配器，采用開(kāi)關(guān)電源高頻變壓器降壓電路，輸入交流電壓85～265V范圍寬，輸出直流9V/170mA，輸出功率約1.5W。適配器電路如圖2所示，電路核心元件為T(mén)NY254P開(kāi)關(guān)電源控制集成電路，通過(guò)光 電耦合器對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)控制。變壓器為EE13型鐵氧體磁心，繞制參數(shù)已在圖中示出，其余元件參照?qǐng)D示。

圖2 適配器電路圖

1.2 軟件部分

（1）系統(tǒng)概要

變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)，主要由基礎(chǔ)配置、提取對(duì)比、查看、切換報(bào)告、切換端口、關(guān)于六大模塊組成。菜單界面如圖3所示。

圖3 菜單界面圖

系統(tǒng)具有較好的安全保密機(jī)制，每人在使用系統(tǒng)前必須先登錄，依自己的權(quán)限使用系統(tǒng)，杜絕有用信息泄漏給非授權(quán)個(gè)人或?qū)嶓w，強(qiáng)調(diào)有用信息只被授權(quán)對(duì)象使用[4]。

硬件要求：微機(jī)為聯(lián)想奔三和同等及以上配置的其他機(jī)型；打印機(jī)為Windows支持的打印機(jī)。

支持軟件：數(shù)據(jù)庫(kù)Office Access 2010；開(kāi)發(fā)工具Power Builder 6.5；網(wǎng)絡(luò)軟件Windows NT 4.0。

（2）使用說(shuō)明

本系統(tǒng)各窗口界面操作基本相同，添加、刪除按鈕是用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加減；編輯按鈕對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改；取消和關(guān)閉按鈕是取消操作、退出編輯窗口。各功能模塊說(shuō)明如下。

串口設(shè)置：此處的功能為設(shè)置串口所需要的參數(shù)，包括串口號(hào)、波特率、連接超時(shí)時(shí)限、登錄密碼、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位。

加載/保存左側(cè)數(shù)據(jù)（文本格式）：此處的功能為加載文本文件中的數(shù)據(jù)到左側(cè)的列表?？砂褟拇讷@得的設(shè)備數(shù)據(jù)保存到文本文件中，方便后續(xù)的對(duì)比 分析。

加載/保存右側(cè)數(shù)據(jù)（文本格式）：此處的功能為加載文本文件中的數(shù)據(jù)到右側(cè)的列表。把從串口獲得的設(shè)備數(shù)據(jù)保存到文本文件中，方便后續(xù)的對(duì)比分析。

加載/保存左側(cè)數(shù)據(jù)（Word格式）：此處的功能為加載Word文件中的數(shù)據(jù)到左側(cè)的列表。把從串口獲得的設(shè)備數(shù)據(jù)保存到Word文件中，方便后續(xù)的對(duì)比分析。

加載/保存右側(cè)數(shù)據(jù)（Word格式）：此處的功能為加載Word文件中的數(shù)據(jù)到右側(cè)的列表。把從串口獲得的設(shè)備數(shù)據(jù)保存到Word文件中，方便后續(xù)的對(duì)比分析。

數(shù)據(jù)提?。簩拇诮邮盏降臄?shù)據(jù)中提取參數(shù)數(shù)據(jù)，并顯示在列表中。

數(shù)據(jù)對(duì)比：系統(tǒng)將對(duì)比數(shù)據(jù)提取的結(jié)果以及歷史數(shù)據(jù)，并將不同的部分已不同的顏色標(biāo)識(shí)，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)對(duì)比圖

切換報(bào)告：用戶可選擇不同報(bào)告進(jìn)行分析對(duì)比。用戶也可通過(guò)參數(shù)配置新增/修改報(bào)告。

切換端口：用戶可以根據(jù)硬件配置更換端口。

設(shè)置參數(shù)：當(dāng)用戶選擇需要設(shè)置的參數(shù)，完成參數(shù)修改后，系統(tǒng)將根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)。

參數(shù)查詢：系統(tǒng)將根據(jù)參數(shù)名稱查詢相關(guān)的參數(shù)，并顯示在右側(cè)的“參數(shù)設(shè)置”界面。

參數(shù)導(dǎo)出：可將所有參數(shù)將保存為后綴名為ini的文件中。

參數(shù)導(dǎo)入：可將所有參數(shù)將導(dǎo)入到當(dāng)前設(shè)置中。

2 變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)的 優(yōu)勢(shì)

該系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的核對(duì)方式具有如下優(yōu)勢(shì)：

1）執(zhí)行核對(duì)工作時(shí)，只需在運(yùn)行中的繼保裝置操作面板進(jìn)行打印定值操作，即可瞬間將定值數(shù)據(jù)傳送到電腦核對(duì)系統(tǒng)中，無(wú)需等待漫長(zhǎng)的打印過(guò)程。完成一個(gè)繼保裝置的定值數(shù)據(jù)采集過(guò)程，只需幾分鐘。

2）定值數(shù)據(jù)采集完成后，只需在電腦核對(duì)系統(tǒng)中原始定值單數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取相應(yīng)的定值，與現(xiàn)場(chǎng)采集定值進(jìn)行比對(duì)，瞬間完成核對(duì)工作。

3）核對(duì)工作量大大減少，以普通220kV變電站為例，全站核對(duì)人員從3～4人減少到2人，時(shí)間從2個(gè)工作日減少到0.5個(gè)工作日，實(shí)現(xiàn)了減員增效。

4）由電腦程序的精確核對(duì)代替了人工，使核對(duì)準(zhǔn)確無(wú)誤，大大提高了繼保裝置的運(yùn)行安全性。

5）無(wú)需打印，也減少了打印機(jī)維護(hù)工作，也可根據(jù)實(shí)際需求保留針式打印機(jī)的實(shí)際打印功能，靈活使用。

3 變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)的 應(yīng)用

為測(cè)試該系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，在中山供電局220kV三鄉(xiāng)站、110kV谷都站分別進(jìn)行了實(shí)際調(diào)試實(shí)驗(yàn)。主要對(duì)變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行程序測(cè)試和糾錯(cuò)，軟硬件程序兼容性等方面的測(cè)試工作：數(shù)據(jù)采集的測(cè)試和糾錯(cuò)；進(jìn)行通訊接口調(diào)試；測(cè)試源程序基本功能，包括數(shù)據(jù)采集、整理、核對(duì)、安全性；測(cè)試及校對(duì)源程序各功能模塊、對(duì)軟件出現(xiàn)的Bug進(jìn)行修復(fù)；程序的總體測(cè)試，測(cè)控裝置與該系統(tǒng)的實(shí)際連接、采集情況，核查比對(duì)結(jié)果的正確性。測(cè)試分別識(shí)別220kV三鄉(xiāng)站、110kV谷都站的保護(hù)測(cè)控裝置12臺(tái)。完成測(cè)試報(bào)告、軟件分析、校對(duì)修改 后的程序等相關(guān)報(bào)告。利用該系統(tǒng)在對(duì)12臺(tái)繼保裝置定值核對(duì)工作中，系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷出了預(yù)先設(shè)定的錯(cuò)誤定值。清晰明了地將問(wèn)題定值展示出來(lái)，使變電站運(yùn)行值班人員能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地對(duì)錯(cuò)誤定值進(jìn)行修改，確保了繼保裝置的安全運(yùn)行，保障了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)，該系統(tǒng)完全有能力勝任繼保裝置定值核對(duì)工作，大大提高了工作效率和核對(duì)的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文中的變電站繼保定值智能打印核對(duì)系統(tǒng)能高效完成繼保裝置的定值核對(duì)工作。該系統(tǒng)已 申請(qǐng)專利，軟件系統(tǒng)也已申請(qǐng)軟著。操作簡(jiǎn)便，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，用高效的計(jì)算機(jī)程序代替了繁瑣的人力勞動(dòng)，達(dá)到了減員增效的效果。該系統(tǒng)兼容性好，極具推廣價(jià)值，也提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn) 定性。

[1]何大愚. 對(duì)美國(guó)西部電力系統(tǒng)1996年7月2日大停電事故的初步認(rèn)識(shí)[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 1996(9).

[2]郭劍波, 等. 1981～1991年電網(wǎng)穩(wěn)定事故統(tǒng)計(jì)分析[J].電網(wǎng)技術(shù), 1994(2).

[3]曾耿暉, 等. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)定值的在線校核[J].繼電器, 2002, 30(1).