（广西电网有限责任公司南宁供电局 广西南宁 530000）
摘要：目前，110kV及以上电压等级保护设备传统的信息采集核对方式不但工作效率低、纸张用量大，而且还存在以下不足：1）打印过程耗费一定的时间，尤其是动作报告的打印，影响工作效率；2）打印的定值和保护动作报告，一段时间以后会褪色，模糊不清；3）打印机故障或墨盒不足时，无法打印或打印效果模糊不清。本文通过对站内现有打印系统进行改造，通过保护装置打印口采集保护信息，电力系统内网进行数据传输，实现保护信息站内集中打印、调度远程打印、无纸化虚拟打印等功能。整个系统方便易用，安全可靠，除了可以节约每年耗费的大量纸张之外，有效的简化了保护信息的打印工作，减轻了保护运维人员的工作负担，提高现场定值执行及保护动作信息上送的工作效率；适用于运维单位、调度主站远程打印、数据管理、故障分析等，有效提高变电站保护设备的智能运维水平，相关信息传输不涉及跨区互联问题。
一、项目背景
按照南方电网公司继电保护管理规定，继电保护动作后需收集保护动作情况、保护打印报告、录波图等,并及时上报相关继电保护管理机构。目前，110kV及以上电压等级保护设备均配备有打印机和故障录波装置，在保护新定值执行、保护定检以后，采用现场打印机打印定值与值班员核对，并在班组留存。保护动作以后，由运行值班人员进站打印保护装置动作信息及故障录波图，继保人员填写继电保护动作信息报告及时上报相关继电保护管理机构。据初步估算，定值打印一次平均约需张4张打印纸，保护动作信息打印一次平均约需张7张打印纸，此外，在每年的春秋季安全检查中，也需要对变电站保护定值进行核对，除了耗费大量的纸张以外，还存在以下不足：1）打印过程耗费一定的时间，尤其是动作报告的打印，影响工作效率；2）打印的定值和保护动作报告，一段时间以后会褪色，模糊不清；3）打印机故障或墨盒不足时，无法打印或打印效果模糊不清；4）110kV以下保护设备未配置打印机无法进行打印。
二、研究内容
本项目通过对站内现有打印系统进行改造，通过保护装置打印口采集保护信息，电力系统内网进行数据传输，实现保护信息站内集中打印、调度远程打印、无纸化虚拟打印等功能。整个系统方便易用，安全可靠，除了可以节约每年耗费的大量纸张之外，有效的简化了保护信息的打印工作，减轻了保护运维人员的工作负担，提高现场定值执行及保护动作信息上送的工作效率；适用于运维单位、调度主站远程打印、数据管理、故障分析等，有效提高变电站保护设备的智能运维水平，相关信息传输不涉及跨区互联问题。
三、技术路线
本项目根据需求分析和现场调研结果，对以下技术进行研究，设计开发一套变电站保护信息电子化智能报送系统。
1.保护数据接入。
根据对变电站现场保护装置的调查统计，不同厂家、不同型号保护装置的打印接口不尽相同，基本可以归类为并口（LPT）和串口（RS232），这些接口的传输距离比较短，不能满足项目集中采集的要求，因此需要开发能够远距离通信的数据采集器，本项目通过开发具有以太网网接口能同时兼容并口（LPT）和串口（RS232）的打印数据采集装置来适用大部分的保护装置的远距离数据接入。
2.保护装置打印数据解析
通过打印报文解析将保护装置的打印数据电子化，打印报文解析由以太网数据接口驱动，网络交换机每个端口对应一台装置，同时由一个独立的线程对该接口接收到的打印报文进行解析处理。当解析完装置的打印命令后，该模块会将打印内容按IEC61850的模型规范保存到数据库。
3.电子化保护数据远程通信
为了保证多个变电站的保护数据能够稳定、可靠的上传到局端的保护信息电子化管理主站，本项目采用IEC61850通信规约，在站端保护信息电子化管理开发IEC61850服务器程序，局端主站开发IEC61850客户端程序，通过综合数据网实现多个变电站保护数据的上传。
四、总体设计
本项目通过将变电站内若干需要进行集中打印的保护装置的接口，包括并口（LPT）、串口（RS-232），以电缆线短距离直连的方式直接接入到打印数据采集器，该采集器将接收到的打印信息通过站内以太网接口传送至保护信息电子化服务器，保护信息电子化服务器完成保护打印数据的采集、解析、建模、存储等电子化操作，同时通过IEC61850标准化接口，接入变电站综合数据网，上传到局端的保护信息电子化主站,局端的保护信息电子化主站可以实现多个站的保护信息管理和打印。变电站保护信息电子化智能报送系统由打印数据采集器、网络交换机、保护信息电子化服务器及其配套软件组成。
4.1站端硬件
站端硬件包含若干保护装置打印数据采集器（一台保护装置配置一套采集器）、一台网络交换机和一台保护信息电子化服务器，网络打印机可以使用站内已有的，通信线缆若干。
保护装置打印数据采集器为了兼容新老装置不同打印接口，提供并口（LPT）和RS232串口两种接口，采用Cortex-M处理器，考虑到变电站保护屏柜内较严酷的电磁兼容及雷电扰动，在打印数据采集器的打印接口进行光电隔离，提高数据传输可靠性。
保护装置的打印接口通过通信线缆接入打印数据采集器，打印数据采集器对接收到打印数据进行组包，通过以太网接口接入网络交换机，发送至打印服务器。每一套保护装置的打印接口需配置一个打印数据采集器，当打印数据采集器与网络交换机距离较远时，可以通过光纤以太网接入交换机。保护信息电子化服务器通过网络交换机与多台打印数据采集器组成打印数据采集局域网。
4.2站端软件
站端保护信息电子化管理系统采用B/S架构，采用MySql数据库，部署到站端保护信息电子化服务器上，变电站保护运维人员可以通过变电站综合数据网远程登录站端保护信息电子化管理系统，查询、导出或打印保护数据。
站端保护信息电子化管理系统主要功能：
1、保护装置打印数据的解析。通过解析不同保护装置的打印数据将保护信息电子化，并保存到数据库。
2、电子化保护信息的检索。通过对电子化后的保护信息建模，用户可以通过间隔、保护装置、信息发生时间等条件，对保护信息进程查询和汇总，并将结果打印或导出到文件。
3、电子化保护信息的上传。对保护信息遵循IEC61850建模，支持IEC61850标准化通信接口，实现保护数据的上传。
4.3局端软硬件
在供电局部署保护信息电子化主站服务器，可以采用PC服务器或机架式服务器，通过电网公司综合数据网接入多个变电站的保护信息。局端服务器上部署保护信息电子化主站系统，系统通过IEC61850接口从站端保护信息电子化系统获取数据，提供图形化的查询、汇总、导出报告、打印等功能。
五、预期成果和效益
本项目开发的变电站保护信息电子化智能报送系统，通过将保护装置打印信息电子化，实现了保护信息的智能化报送。在变电站实施本系统，继电保护定值整定业务不在依赖纸质打印，显著减少纸张消耗。同时，保护信息电子化后，以望需要人工核对的信息可以通过信息化手段自动完成，提高工作效率低、大幅度降低保护运维人员的劳动强度。
作者简介
徐开仁，男，汉族，1988.7，安徽桐城人，硕士研究生，工程师，电力系统继电保护。