冯海斌、吴小梦、陈敬瑞、刘良珂、陈迪、许宏宇、林诗言、劳帮壮
华能海南发电股份有限公司海口电厂 海南海口570100
摘要：变电站继电保护装置信息输出，通常采用每套继电保护装置都配置打印机，继电保护装置的打印功能虽然重要，但是使用的频率却非常低，如果每个保护屏柜都配置打印机，这本身既是一种严重的资源浪费，为此提出研究基于网络化的变电站继电保护装置信息输出联网打印系统，联网打印可以自动接收继电保护装置打印信息，并在变电站端和主站端进行长期存储，全站所有保护装置的动作报告均可以集中到打印屏柜上进行打印和管理，站内不用再每台保护设计一台打印机，这样不仅节省了大量的资源，也减轻了运检人员日常维护的工作量。
关键词：变电站、继电保护装置、信息输出、联网打印
0 引言：
随着电网规模的扩大和全国联网的发展，电力系统中投入电网的各种继电保护设备越来越多。在发生严重故障或复杂故障的情况下，调度值班人员和继电保护运行管理人员需及时准确地了解故障情况，快速地判断故障发生的地点、性质及严重程度，科学地分析故障原因，并采取及时正确的措施缩小故障范围、避免事故扩大、减少故障损失，这些都要求建设一个技术先进、安全性高、可靠实用、开放性好、可扩展性强的继电保护及故障信息管理系统，实现继电保护运行管理、故障分析、辅助决策等主要功能。
为了解决上述问题，研发了继电保护故障及信息系统，继电保护故障及信息系统作为一个信息收集、整理和分析的平台，可以快速、简便、全面地获取故障信息。该系统的建设，有利于生产运行部门快速作出事故处理方案，优化生产调度与管理决策，防止信息不全误判断造成的事故扩大，减少电网的事故损失。继电保护信息管理系统主站的系统端可以对继电保护装置信息进行处理，数据能够实现通信流通，子站系统的保护信息管理装置主要是借助网络和主站实现通讯，利用串口网络，可以和保护装置以及检测装置实现通讯。子站能够实现系统数据库信息的查阅，并且可以进行数据的转换，此外，对于主站发出的命令，子站可以执行。如果在极端情况下（电脑病毒、黑客攻击、误操作等），存在因继电保护信息管理系统本身安全原因导致继电保护装置数据故障造成保护误动或拒动。打印功能是继电保护信息输出的一种方式，而且稳定可靠。即使通过通信传输的内容丰富多样，打印依然是必备的备份输出方式，其他信息输出方式无法替代。 打印内容是在继电保护内部进行的信息整合，而其他的信息输出方式需要在继电保护外部进行信息整合。
1 变电站继电保护装置信息打印的意义
变电站继电保护装置信息打印内容是在继电保护内部进行的信息整合，而其它的信息输出方式需要在继电保护外部进行信息整合。众所周知打印功能是继电保护信息输出的一种方式，而且要求其稳定可靠，即使通过通信传输的内容丰富多样，打印依然是必备的备份输出方式，其它信息输出方式也无法替代。变电站继电保护装置信息打印是在继电保护的内部进行信息整合，整合关联度高，触发事件（如保护动作）时刻的所有相关的信息都可直接获取。而通过通信等方式提供的信息首先是离散的，如动作信号、自检、开关变位等信号，其次需要被动召唤，如定值和录波等信息，这些信息的整合只能依据信息的时间、故障序号等条件来进行，整合关联度较低。通信的本质目的是监视状态、调度控制以及信息共享，而打印是触发事件的完整信息的有机集合。当继电保护动作后，为了校验动作的正确性以及后续事故处理，需要产生保护动作分析报告，其内容应包括动作元件的启动时序和相别、启动时刻的自检状态和开关量状态、系统定值和软压板设置信息以及录波图信息等。通过打印，一次操作就可以很方便的全部获取这些信息。只有一些非常复杂的故障，分析时才需要使用采样精度更高的录波器的波形。保护动作分析报告需要在运检二次专责、地调（地方调度中心）、安监（安全监察处）和中调保护处进行存档，存档分为纸质报告和电子报告，而纸质报告必须使用继电保护打印直接得来，电子报告可使用其他系统的信息汇总，也可使用纸质报告的影印版。每两至三年对变电站内所有继电保护设备进行定期检验，内容包括：装置外部、绝缘、上电和逆变电源检查，开关量输入回路检验，输出触点及输出信号检查，数模变换系统检查，整定值的整定和检验，传动试验等。每套装置检验完成后产生检验报告，其内容包括：动作报告、定值清单（进行定值核对）、传动报告、装置采样、版本信息等内容，这些内容都依赖于装置的打印。
2 变电站继电保护装置信息输出现有打印方式存在的缺陷
目前，变电站继电保护装置信息输出基本都是按照间隔组屏来配置打印机，有时也为每套继电保护装置都配置有打印机，并将其安装于保护屏柜内，使用220V交流电对打印机进行供电，由于交流电可能存在的电磁干扰，国网公司并不推荐保护屏内使用交流电源。
但由于没有其它方式可以给打印机供电，通常是继续使用220V交流来供电，还有做法是保护屏内不安装打印机，需要打印时，临时安装打印机，并从保护室内的公共交流电源供电，这样虽然避免了交流干扰的可能性，但给打印本身带来了极大的不方便性。
由于获取打印报告只能到变电站现场进行，这就需要运行维护人员申请车辆，并驾车前往变电站现场。对于时间紧迫性不强的工作内容，如定期检修、缺陷消除等，这种方式无可厚非，因为本身就需要到达变电站现场；但对于时间紧迫性较强的工作内容，如保护动作跳闸等，这种方式的低效率就非常明显，从保护动作至人员赶到现场打印，颇为费时，显然增加了故障排除和恢复的时间。同时，纸质文件不利于备份及归档保存，更无法接入到电力系统的信息共享平台中，实现信息的共享和整合。
继电保护装置的打印功能虽然重要，但是使用的频率却非常低，主要在定期检修、消除缺陷、保护动作后才需要打印，除此之外打印机基本处于长期闲置状态。因为如果每个保护屏柜都配置打印机，这本身既是一种严重的资源浪费，也会产生可观的维护工作量和费用，如色带老化、工作损耗等，提高了变电站系统的安全生命周期成本。
3 联网打印系统及组网架构
联网打印系统主要包括变电站端和主站端，自动接收继电保护装置的打印信息，并在变电站端和主站端进行长期存储，以供查阅和处理，统一在后台联网打印。如果继电保护设备的打印接口为串口，则直接通过串口打印信息采集器（RH231，8口型号为RH231A，16口型号为RH231B）接入联网打印系统；如果继电保护设备的打印接口为并口，则通过并口打印信息采集器（RH232）转为串口再接入串口打印信息采集器；串口打印信息采集器再接入联网打印后台主机（RH230），变电站端联网打印系统架构如图1所示。
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图1变电站端联网打印系统架构
由于联网打印数据量相对较少，为了经济考虑，可以使用精简配置，将通信服务器、数据库服务器和WEB服务器三合为一。主站与子站系统之间可以使用数据网（可使用III区，由于是单向传输，无任何安全风险），也可使用办公网，主站端联网打印系统架构如图2所示。
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图2主站端联网打印系统架构
联网打印的优点是简单实用，安全可靠。由于其不占用通信资源，亦未做任何模式上的改变，所以对继电保护装置不会产生任何影响，继电保护装置依然认为连接着普通的打印机。另外，由于保护屏柜上不再安装打印机，降低了整站对交流电的需求，更加符合规范要求，同时也减少了打印机的维护工作量和成本。
4 联网打印系统实现的功能及显示实例
联网打印可以自动接收继电保护装置的打印信息，并在变电站端和主站端进行长期存储，以供查阅和处理，其实现的主要功能：
1）自动识别打印信息的内容，并给出概要提示，如动作报告、变位报告、定值清单等，由于数据是从继电保护装置的打印口直接采集，不通过任何的协议转换，得到的数据就是原始的打印数据，打印出来的结果也与保护装置直接打印的结果一致，形成报告时可以直接使用，调度和保护厂家都认可。
2）打印信息的内容显示，以原打印的格式显示，同时支持再编辑，并可保存为PDF文件，同时将接收到的打印数据转换成电子档存储，并且可以在系统后台软件上直接将打印数据转换成图片直接在显示器上显查看，不需要打印成纸质文件就可以直接查看和使用。另外电子档可以直接用U盘拷贝或使用邮件等转发，给运维人员的工作也带来了便利。
3）连通状态提示，以反应各继电保护装置的是否接入，并显示是否有打印任务正在接收。
4）定值核对，可核对动作报告和定值清单中的定值项和值与整定的或历史的是否一致。
通常装置和打印任务管理分为四级：第一级为变电站、第二级为间隔、第三级为装置、第四级为打印任务，图3中给出了打印内容解析和显示实例。
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图3打印内容解析和显示
5 结论
联网打印系统采用集中打印方式，对全站的打印设备进行了整合，全站所有保护装置的动作报告均可以在联网系统集中打印屏柜上进行集中打印和管理，站内不用再每台保护设计一台打印机，不仅节省了大量的资源，也减轻了运检人员日常维护的工作量。同时打印信息可以在WEB发布，可在办公电脑上直接查看，当急需查看站内保护的动作报告的时候，可以通过该系统的远程调度后台站对站内装置存储的打印数据进行调取、解析、查阅和打印，不需要再驱车前往现场进行打印，有效提高了工作效率，避免不必要的资源浪费，同时联网打印从保护装置的打印口采集打印数据，采用的是被动接收的方式，不会主动对保护装置发送任何的数据，此外，系统中所有的数据均通过内部网络进行传输，使用过程中没有任何安全隐患，保障了保护装置的安全稳定运行。
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