变电站继保定值智能打印核对系统研制应用

袁 力

（广东电网有限责任公司中山供电局）

0 引言

目前变电站继电保护室二次屏柜内继保装置定值核查方式落后，需要在继保装置面板操作，使用定值打印功能，利用针式打印机打印纸质定值，然后将现场打印的定值同变电站内存放的调度下发定值单进行核对。该常规核查方式存在几点不足：

1）继保装置连接的打印机一般为针式打印机，打印速度非常缓慢，有时打印一个装置的定值单需几十分钟。以普通220kV线路2套保护、测控装置进行核查，顺利进行所需时间大约为1个小时；

2）定值打印完成后的核对工作需要两人进行朗读复颂核对，需逐条逐字核对，所需时间也很长；

3）工作量大，核对人员长时间进行单一重复性工作，容易麻痹大意，使核对出现错漏；

4）针式打印机容易损坏，日常也需要维护。

基于此，有必要设计一套有效的智能系统，解决定值核查中存在的问题。本变电站继保定值智能核对系统，能实现定值核查一键完成。系统软件由电脑承载，通过数据转接线与继保装置的打印数据线连接（在打印机端口处安装分接头，可保留原来打印方式，也可连接本系统）。操作时只需按照原来正常打印定值方式在保护测控面板进行操作，本系统接收到打印数据后即生成现场定值电子版，与预存储在系统内的定值单定值进行比对核查，几分钟即可完成一个继保装置的定值核查工作。

1 变电站继保定值智能打印核对系统的设计方案

变电站内现有的继保装置保护设备涉及主变、线路、电容、站变、接地变等电力元件，种类繁多，各厂家、各型号都有。如利用装置的调试端口直接对接保护测控装置读取所有厂家型号的保护测控装置的定值，对核对系统的兼容性要求极高，实现难度太大，且由于包含太多不同厂家装置的接口协议等，也容易出错。且对于运行中的电力设备，从调试端口进行数据读取，具有一定的风险性。

由中山供电局变电一所相关项目小组经过仔细研究分析之后，提出了截取装置输出到打印机数据的方案。既能最大范围地兼容各厂家的不同型号保护测控装置，也不对运行中的设备造成任何不利影响。本论文以南京南瑞继保电气有限公司生产的线路保护装置PCS-931、PCS-902、PCS-941等为例进行说明。

1.1 硬件部分

（1）传输分接头

能兼容变电站内保护测控等装置的打印输出端口，兼容保护测控装置的打印机，同时与该项目的数据采集相匹配，无需频繁插拔数据线。将保护测控装置的输出接头25针串口接头转为一个9针接头和一个25针接头，将9针串口和25针串口的管脚信号线进行匹配和转接。继保装置打印输出端口由3根数据线连接25针打印机串口插头的4、7、21针脚。利用25针串口一分二转接线，一口端接继保装置引出的25针串口，二口端接打印机（25针串口）和电脑（9针串口，连接电脑之前还需用串口转UBS转接线），即可实现截取打印定值的同时截获定值数据，如无需实际打印时可将打印机关机即可。且电脑UBS接口可实现热插拔，对运行设备无负面影响。连接示意图如图1所示。

图1 继保装置、打印机、电脑连接示意图

（2）有源数据串口转接线

如继保装置段对打印机的数据准备好信号有要求，电脑不能满足电压信号要求时，可利用有源数据串口转USB转接线，自带电源能给保护装置发送虚拟的打印机准备好信号，以实现无需并联打印机，或无打印机的情况实现正常的数据传输。所述的有源数据传输串口线，自带9V电源，能给保护装置发送虚拟的打印机准备好信号，以实现无需并联打印机，或无打印机的情况下实现正常的数据传输。数据线自带电源适配器，采用开关电源高频变压器降压电路，输入交流电压85～265V范围宽，输出直流9V/170mA，输出功率约1.5W。适配器电路如图2所示，电路核心元件为TNY254P开关电源控制集成电路，通过光 电耦合器对输出电压进行检测控制。变压器为EE13型铁氧体磁心，绕制参数已在图中示出，其余元件参照图示。

图2 适配器电路图

1.2 软件部分

（1）系统概要

变电站继保定值智能打印核对系统，主要由基础配置、提取对比、查看、切换报告、切换端口、关于六大模块组成。菜单界面如图3所示。

图3 菜单界面图

系统具有较好的安全保密机制，每人在使用系统前必须先登录，依自己的权限使用系统，杜绝有用信息泄漏给非授权个人或实体，强调有用信息只被授权对象使用[4]。

硬件要求：微机为联想奔三和同等及以上配置的其他机型；打印机为Windows支持的打印机。

支持软件：数据库Office Access 2010；开发工具Power Builder 6.5；网络软件Windows NT 4.0。

（2）使用说明

本系统各窗口界面操作基本相同，添加、删除按钮是用来对数据进行加减；编辑按钮对数据进行修改；取消和关闭按钮是取消操作、退出编辑窗口。各功能模块说明如下。

串口设置：此处的功能为设置串口所需要的参数，包括串口号、波特率、连接超时时限、登录密码、数据位、校验位、停止位。

加载/保存左侧数据（文本格式）：此处的功能为加载文本文件中的数据到左侧的列表。可把从串口获得的设备数据保存到文本文件中，方便后续的对比 分析。

加载/保存右侧数据（文本格式）：此处的功能为加载文本文件中的数据到右侧的列表。把从串口获得的设备数据保存到文本文件中，方便后续的对比分析。

加载/保存左侧数据（Word格式）：此处的功能为加载Word文件中的数据到左侧的列表。把从串口获得的设备数据保存到Word文件中，方便后续的对比分析。

加载/保存右侧数据（Word格式）：此处的功能为加载Word文件中的数据到右侧的列表。把从串口获得的设备数据保存到Word文件中，方便后续的对比分析。

数据提取：将从串口接收到的数据中提取参数数据，并显示在列表中。

数据对比：系统将对比数据提取的结果以及历史数据，并将不同的部分已不同的颜色标识，如图4所示。

图4 数据对比图

切换报告：用户可选择不同报告进行分析对比。用户也可通过参数配置新增/修改报告。

切换端口：用户可以根据硬件配置更换端口。

设置参数：当用户选择需要设置的参数，完成参数修改后，系统将根据用户设置的参数设置系统。

参数查询：系统将根据参数名称查询相关的参数，并显示在右侧的“参数设置”界面。

参数导出：可将所有参数将保存为后缀名为ini的文件中。

参数导入：可将所有参数将导入到当前设置中。

2 变电站继保定值智能打印核对系统的 优势

该系统相对于传统的核对方式具有如下优势：

1）执行核对工作时，只需在运行中的继保装置操作面板进行打印定值操作，即可瞬间将定值数据传送到电脑核对系统中，无需等待漫长的打印过程。完成一个继保装置的定值数据采集过程，只需几分钟。

2）定值数据采集完成后，只需在电脑核对系统中原始定值单数据库中调取相应的定值，与现场采集定值进行比对，瞬间完成核对工作。

3）核对工作量大大减少，以普通220kV变电站为例，全站核对人员从3～4人减少到2人，时间从2个工作日减少到0.5个工作日，实现了减员增效。

4）由电脑程序的精确核对代替了人工，使核对准确无误，大大提高了继保装置的运行安全性。

5）无需打印，也减少了打印机维护工作，也可根据实际需求保留针式打印机的实际打印功能，灵活使用。

3 变电站继保定值智能打印核对系统的 应用

为测试该系统的运行稳定性，在中山供电局220kV三乡站、110kV谷都站分别进行了实际调试实验。主要对变电站继保定值智能打印核对系统进行程序测试和纠错，软硬件程序兼容性等方面的测试工作：数据采集的测试和纠错；进行通讯接口调试；测试源程序基本功能，包括数据采集、整理、核对、安全性；测试及校对源程序各功能模块、对软件出现的Bug进行修复；程序的总体测试，测控装置与该系统的实际连接、采集情况，核查比对结果的正确性。测试分别识别220kV三乡站、110kV谷都站的保护测控装置12台。完成测试报告、软件分析、校对修改 后的程序等相关报告。利用该系统在对12台继保装置定值核对工作中，系统准确判断出了预先设定的错误定值。清晰明了地将问题定值展示出来，使变电站运行值班人员能够准确无误地对错误定值进行修改，确保了继保装置的安全运行，保障了电力系统的安全稳定。

经过实际应用检验，该系统完全有能力胜任继保装置定值核对工作，大大提高了工作效率和核对的准确性。

4 结束语

综上所述，文中的变电站继保定值智能打印核对系统能高效完成继保装置的定值核对工作。该系统已 申请专利，软件系统也已申请软著。操作简便，系统运行稳定，用高效的计算机程序代替了繁琐的人力劳动，达到了减员增效的效果。该系统兼容性好，极具推广价值，也提高了电力系统运行的安全稳 定性。

[1]何大愚. 对美国西部电力系统1996年7月2日大停电事故的初步认识[J]. 电网技术, 1996(9).

[2]郭剑波, 等. 1981～1991年电网稳定事故统计分析[J].电网技术, 1994(2).

[3]曾耿晖, 等. 电力系统继电保护定值的在线校核[J].继电器, 2002, 30(1).