李　楓，祁　忠，曹　斌，湯大海，余榮云，篤　峻（.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京0；.鎮(zhèn)江供電公司，江蘇鎮(zhèn)江00；.江蘇省電力公司，江蘇南京004）

江蘇省220 kV保護(hù)裝置定值自動(dòng)校核系統(tǒng)的研究

李楓1，祁忠1，曹斌2，湯大海2，余榮云3，篤峻1
（1.南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京211102；2.鎮(zhèn)江供電公司，江蘇鎮(zhèn)江212001；3.江蘇省電力公司，江蘇南京210024）

現(xiàn)今變電站繼電保護(hù)裝置的定值不斷增加且趨于復(fù)雜，對(duì)定值的校核工作隨之日益繁瑣。提出一種穿越防火墻的遠(yuǎn)程下載方法，在變電站內(nèi)以網(wǎng)頁方式訪問省公司W(wǎng)EB服務(wù)器，從而連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器下載定值單。同時(shí)該系統(tǒng)集成了各保護(hù)廠家的規(guī)約模塊，直接連接保護(hù)裝置讀取定值。該系統(tǒng)方便繼電保護(hù)檢修人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)220 kV保護(hù)裝置定值進(jìn)行校核，可以提高定值校核的工作效率及正確性，防止現(xiàn)場(chǎng)誤整定事故的發(fā)生。

便攜式；穿越防火墻；即插即用；規(guī)約模塊；定值校核

定值作為繼電保護(hù)邏輯判斷的重要參數(shù)，決定了保護(hù)裝置動(dòng)作正確性，從而可能影響電網(wǎng)安全［1］。因此，在繼電保護(hù)裝置調(diào)試階段、投入運(yùn)行前、檢修時(shí)以及運(yùn)行過程中，對(duì)繼電保護(hù)定值的檢查及校核是不可缺少的步驟。繼電保護(hù)裝置在不同的工程應(yīng)用中，功能和性能的區(qū)別主要體現(xiàn)在定值上?，F(xiàn)今保護(hù)定值不斷增加且趨于復(fù)雜，給定值的校核工作提出了更高的要求。目前變電站繼電保護(hù)定值核對(duì)工作是通過保護(hù)裝置的定值打印，或直接在保護(hù)裝置的液晶面板上打開定值列表，與調(diào)度下發(fā)的保護(hù)定值單內(nèi)容比對(duì)。這種方式存在速度慢、效率低、容易出錯(cuò)的問題［2，3］。該項(xiàng)目從提高效益、減員增效的角度考慮，開發(fā)了便攜式定值校核系統(tǒng)，方便繼電保護(hù)檢修人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有保護(hù)裝置的定值進(jìn)行校核。

1　總體設(shè)計(jì)方案

江蘇省220 kV保護(hù)裝置定值自動(dòng)校核系統(tǒng)分為三部分：一是在變電站主控室通過網(wǎng)頁方式訪問省公司W(wǎng)EB服務(wù)器，從而連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，遠(yuǎn)程下載定值單；二是在變電站保護(hù)小室調(diào)用各保護(hù)裝置的規(guī)約模塊讀取保護(hù)定值；三是將省公司定值單和從保護(hù)裝置讀取的定值進(jìn)行比對(duì)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

首先，考慮數(shù)據(jù)庫服務(wù)器不支持外網(wǎng)的訪問，并且WEB服務(wù)器上不可運(yùn)行可執(zhí)行的應(yīng)用程序，也不可保存文件，在變電站內(nèi)要穿越防火墻才能遠(yuǎn)程下載省公司的定值單。研究后在WEB服務(wù)器上用asp腳本開發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的網(wǎng)頁程序。在變電站內(nèi)先以網(wǎng)頁方式訪問省公司的WEB服務(wù)器，然后通過asp腳本連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，下載定值單。這樣既能完整的獲取定值數(shù)據(jù)，又能保證省公司數(shù)據(jù)庫的安全性。

其次，目前國內(nèi)主流的保護(hù)廠家裝置的通信規(guī)約有較大差異，而站內(nèi)監(jiān)控后臺(tái)通常只支持一種通信規(guī)約，后臺(tái)與外廠家保護(hù)裝置通信都是通過規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行的。規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置負(fù)責(zé)將不同保護(hù)廠家的規(guī)約，包括串口和網(wǎng)絡(luò)口規(guī)約，轉(zhuǎn)換成后臺(tái)可識(shí)別的規(guī)約進(jìn)行通信。若要在系統(tǒng)中用這種方式，必然帶來操作上的不便。因?yàn)榻尤胍?guī)約轉(zhuǎn)換裝置需要接線和組態(tài)，工作量很大，有悖項(xiàng)目設(shè)計(jì)便攜式的初衷。考慮現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的易用性，需將調(diào)試筆記本與保護(hù)裝置直接連接，這就要求系統(tǒng)支持所有廠家的通信規(guī)約。研究后將所有廠家的規(guī)約模塊接入定值校核系統(tǒng)，并進(jìn)行統(tǒng)一封裝，兼容所有廠家保護(hù)裝置獨(dú)特的通信及配置方式。這樣才能讓現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)檢修人員從繁瑣的接線、組態(tài)的工作中解放出來，真正實(shí)現(xiàn)即插即用的調(diào)試、檢修方式。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2　軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)對(duì)各功能進(jìn)行模塊化封裝，軟件分解成3個(gè)功能模塊，各個(gè)模塊之間相互獨(dú)立。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、分工明確，便于軟件的開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)。軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。3個(gè)模塊分別為：省公司接口、規(guī)約模塊、定值比對(duì)模塊。省公司接口負(fù)責(zé)訪問省公司數(shù)據(jù)庫服務(wù)器并讀取數(shù)據(jù)庫中定值，通過WEB發(fā)布至調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上的客戶端可以下載并導(dǎo)出定值單、上傳定值描述。規(guī)約模塊分別與南瑞繼保、國電南自、長(zhǎng)園深瑞、許繼電氣、北京四方等國內(nèi)主流保護(hù)廠家的保護(hù)裝置進(jìn)行通信。支持定值的讀取及導(dǎo)出。上述2個(gè)模塊導(dǎo)出的定值單文件統(tǒng)一導(dǎo)入定值比對(duì)模塊進(jìn)行比對(duì)、校核，提示用戶兩者之間的差異［4］。

圖2　軟件結(jié)構(gòu)

3　功能設(shè)計(jì)

3.1省公司定值單下載

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的方式在變電站內(nèi)拿到省公司的定值單，需要支持在站內(nèi)訪問到省公司的數(shù)據(jù)。省公司存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對(duì)外存在防火墻，在變電站內(nèi)不可直接訪問［5］。在省公司W(wǎng)EB服務(wù)器上用asp腳本開發(fā)訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的網(wǎng)頁程序，通過該腳本訪問省公司數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。在變電站內(nèi)以網(wǎng)頁方式訪問省公司W(wǎng)EB服務(wù)器，并下載定值單文件。

省公司數(shù)據(jù)庫中已有存放與定值相關(guān)的庫表包括地區(qū)表、廠站表、頭表、模板表。以此為基礎(chǔ)，新建定值單對(duì)應(yīng)表為項(xiàng)目校核用。以下是各庫表功能介紹。

jb_dic_city地區(qū)表：存儲(chǔ)江蘇省內(nèi)地區(qū)信息，內(nèi)容包括地區(qū)名，一般是城市名。jb_dic_station廠站表：存儲(chǔ)廠站信息，內(nèi)容包括廠站名。每個(gè)廠站都有所歸屬的地區(qū)。jb_dzdhead頭表：存儲(chǔ)裝置模板信息，內(nèi)容包括開關(guān)編號(hào)、裝置型號(hào)、裝置模板。頭表是江蘇省內(nèi)所有保護(hù)裝置型號(hào)模板的集合，每一個(gè)裝置模板都有所歸屬的廠站。jb_xxxx模板表：xxxx為裝置模板名，內(nèi)容包括該模板下所有定值的實(shí)際值。模板表只存儲(chǔ)定值的實(shí)際值信息，而沒有存儲(chǔ)定值的描述信息，每一條定值在數(shù)據(jù)庫中有標(biāo)識(shí)用的ID。每一個(gè)裝置模板在頭表里都有對(duì)應(yīng)的記錄。裝置模板是針對(duì)于多CPU裝置而言的，不同CPU對(duì)應(yīng)于多個(gè)模板，單CPU裝置基本上一種裝置型號(hào)對(duì)應(yīng)于一種裝置模板。jb_dzdmap：定值單對(duì)應(yīng)表。內(nèi)容包括定值描述、定值ID。定值單對(duì)應(yīng)表是在原有數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上為項(xiàng)目新建的一張數(shù)據(jù)庫表。由于模板表中只存儲(chǔ)每個(gè)模板的定值實(shí)際值，沒有該模板中定值的描述信息。新建該表增加定值描述和ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過定值ID在模板表中找到相對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置下各定值的實(shí)際值。

對(duì)于同一條定值，由于省公司數(shù)據(jù)庫中定義的描述可能與實(shí)際保護(hù)裝置定義的描述有差異，而導(dǎo)致無法正確識(shí)別。在變電站內(nèi)可將從保護(hù)實(shí)際讀取上來的定值描述修改至省公司數(shù)據(jù)庫定值單對(duì)應(yīng)表中保存的描述，在修改前必須保證此描述準(zhǔn)確無誤。

在客戶端下載、導(dǎo)出定值單以及上傳定值描述設(shè)計(jì)操作如下：

連接調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)并輸入以下網(wǎng)址：“http://172.17. 1.108/Dmis_Web/SD_JB/pssedb2/dzd/pmis/pmis_index. asp”。在主頁上選擇地區(qū)、廠站、開關(guān)編號(hào)、裝置型號(hào)、裝置模板。點(diǎn)擊下載定值單按鈕。彈出網(wǎng)頁顯示所選擇的廠站、型號(hào)、模板中定值的描述及實(shí)際值。確認(rèn)無誤后將該定值單保存至本地。

若定值單中的描述與保護(hù)實(shí)際描述不一致，可在主頁選擇地區(qū)、廠站、開關(guān)編號(hào)、裝置型號(hào)、裝置模板后，點(diǎn)擊編輯定值單，在彈出的網(wǎng)頁中修改相關(guān)描述。若定值單不完整可在該模板中增加新的定值。若定值單中存在多余定值，可刪除該條定值。執(zhí)行增加、刪除、修改操作時(shí)必須保證輸入的信息準(zhǔn)確無誤。在主頁上也可查看所有廠站下的定值單，打開后所有定值按廠站順序排列顯示，用戶可在此頁面集中編輯定值。

3.2與保護(hù)裝置通信

用戶筆記本直接通過網(wǎng)絡(luò)口或串口連接各廠家保護(hù)裝置。定值校核系統(tǒng)根據(jù)調(diào)試的不同保護(hù)裝置調(diào)用不同廠家的規(guī)約模塊。軟件先將通信所需要的參數(shù)傳遞給規(guī)約模塊，與通信無關(guān)的參數(shù)由規(guī)約模塊通過配置文件自行進(jìn)行管理，在界面上不可見。此后定值校核系統(tǒng)通過規(guī)約模塊自動(dòng)與保護(hù)通信連接，完成讀取、導(dǎo)出定值等功能。省公司下載的定值單及從各保護(hù)裝置讀取的定值單需導(dǎo)入定值校核模塊進(jìn)行比對(duì)，為此定義了公用定值單格式。由于省公司定值單庫中只有描述和實(shí)際值信息，所以定值單格式定義為“描述，實(shí)際值”。文件中一行表示一個(gè)定值條目，描述和實(shí)際值以逗號(hào)分隔，刪除無用的空格及制表符。

連接保護(hù)裝置，讀取、導(dǎo)出定值設(shè)計(jì)操作如下：在定值校核系統(tǒng)調(diào)用規(guī)約模塊接口的界面上選擇規(guī)約類型，并輸入相關(guān)參數(shù)。例如調(diào)試串口保護(hù)裝置輸入串口號(hào)和波特率，調(diào)試網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置輸入IP地址，部分保護(hù)需要輸入與保護(hù)類型相關(guān)的配置文本路徑。點(diǎn)擊確定后定值校核系統(tǒng)將把以上輸入的參數(shù)傳遞給規(guī)約模塊。規(guī)約模塊接收傳遞的參數(shù)，自動(dòng)連接保護(hù)裝置，根據(jù)用戶的需要讀取及導(dǎo)出定值。

3.3定值比對(duì)

將省公司定值單與保護(hù)裝置定值單導(dǎo)入定值校核系統(tǒng)作比對(duì)。定值比對(duì)基于省公司定值單和保護(hù)裝置定值單格式統(tǒng)一且描述一致。比對(duì)界面分2個(gè)頁面顯示2份定值單內(nèi)容。點(diǎn)擊工具欄上的比對(duì)按鈕，將2份保護(hù)定值單按描述做匹配，匹配成功則視為同一條定值。實(shí)際值相同的顯示為黑色，不同的顯示為紅色，匹配不成功顯示為灰色。比對(duì)完成結(jié)果顯示實(shí)際值不一致，則需通報(bào)省公司審核。若實(shí)際值以省公司定值單為準(zhǔn)，通過相應(yīng)的規(guī)約模塊將新值下裝至保護(hù)裝置；若實(shí)際值以保護(hù)裝置為準(zhǔn)，則通知省公司繼保維護(hù)人員更改數(shù)據(jù)庫中的定值標(biāo)準(zhǔn)值。

4　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

4.1測(cè)試過程

該系統(tǒng)的測(cè)試地點(diǎn)在江蘇揚(yáng)州220 kV廣陵變電站，針對(duì)廣陵變站內(nèi)220 kV保護(hù)裝置。

將測(cè)試筆記本放置在變電站主控室，連接調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)線，通過網(wǎng)頁程序訪問省公司W(wǎng)EB服務(wù)器。下載各保護(hù)裝置的定值單文本至測(cè)試筆記本。將測(cè)試筆記本放置在變電站保護(hù)小室，通過串口或網(wǎng)線與各保護(hù)裝置連接。輸入規(guī)約模塊所需的通信參數(shù)。正確設(shè)定后規(guī)約模塊自動(dòng)連接保護(hù)裝置。讀取保護(hù)裝置定值，并導(dǎo)出當(dāng)前定值于本地定值單文件。將省公司下載的各保護(hù)裝置的定值單以及從各保護(hù)裝置讀取導(dǎo)出的定值單分別導(dǎo)入定值校核系統(tǒng)。點(diǎn)擊比對(duì)按鈕。部分定值顯示灰色，表示描述不匹配；部分定值顯示紅色，表示實(shí)際值不一致；其余條目黑色，表示實(shí)際值相同。

保護(hù)裝置的定值描述與省公司定值單庫中保存的定值中文名存在部分差異。但是大多差異只是空格或制表符，在人工比對(duì)命名的過程中比較容易辨別。此工作針對(duì)一種保護(hù)型號(hào)修改過后，對(duì)江蘇省內(nèi)其他地區(qū)、廠站下的同型號(hào)保護(hù)裝置不需要再做此工作。

4.2測(cè)試結(jié)論

用網(wǎng)頁方式下載定值單以及通過規(guī)約模塊與保護(hù)裝置通信、讀取定值均實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。定值校核快速、簡(jiǎn)便，結(jié)果清晰明了。測(cè)試表明該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施具備可行性，實(shí)際運(yùn)行中可為繼保檢修人員減輕很大的工作量。

5　結(jié)束語

將省公司的定值單用WEB方式發(fā)布到變電站，規(guī)避人工傳送定值單的復(fù)雜程序，以及格式不統(tǒng)一給校核工作帶來的困擾。此過程中無需省公司人員配合即可下載標(biāo)準(zhǔn)的定值單文件。格式固定、內(nèi)容完整、操作簡(jiǎn)單、安全性高。整個(gè)過程無紙化、自動(dòng)化完成，減少人工校核工作中出錯(cuò)的可能性。具有比較高的實(shí)用價(jià)值及廣泛的推廣意義。

［1］李德文，劉進(jìn)，劉偉，等.繼電保護(hù)裝置遠(yuǎn)方修改定值模式研究［J］.江蘇電機(jī)工程，2014，33（2）：34-36.

［2］徐寧，宋宇波，劉金官，等.繼電保護(hù)定值遠(yuǎn)程安全配置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究［J］.南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（3）：57-63.

［3］張華寧，陸進(jìn)軍，何鳴一，等.定值校核系統(tǒng)在EMS系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［C］//2013年中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)，2013.

［4］康雪琴.繼電保護(hù)整定計(jì)算定值的校核研究［J］.科技資訊，2013（25）：131-133.

［5］顧慧杰，謝俊，柳煥章，等.基于調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的定值單管理系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33（9）：52-56.

Jiangsu 220 kV Relay Settings Automatic Checking System

LI Feng1，QI Zhong1，CAO Bin2，TANG Dahai2，YU Rongyun3，DU Jun1
（1.NARI-Relays Electric Co.Ltd.，Nanjing 211102，China；2.Zhenjiang Power Supply Company，Zhenjiang 212001，China；3.Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210024，China）

Nowadays the settings of relay-protection devices in substations are constantly increasing and becoming more and more complex.Therefore，the checking work for settings is increasingly complicated.This paper presents a method to traverse the firewall and download remotely.In the method，WEB servers of the provincial company can be accessed in web form，and consequently access can be downloaded.At the same time，this system integrates protocol modules of various manufacturers，directly connects devices and reads settings.The system can help maintenance personnel to check settings of 220 kV relay-protection devices very easily in substations.It can improve working efficiency and correctness of setting check.It also can prevent accidents of wrong configuring settings.The checking system is portable，easy to use，and suitable for checking work.This system has a realistic sense and can be widely used.

portable；traverse the firewall；plug and play；protocol module；settings check

TM77

A

1009-0665（2015）05-0037-03

李楓（1981），男，江蘇南京人，工程師，從事變電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作；

祁忠（1977），男，江蘇張家港人，高級(jí)工程師，從事變電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作；

曹斌（1977），男，江蘇海安人，工程師，從事繼電保護(hù)工作；

湯大海（1963），男，江蘇鎮(zhèn)江人，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事繼電保護(hù)工作；

余榮云（1955），男，江蘇南京人，高級(jí)工程師，從事繼電保護(hù)工作；

篤峻（1975），男，江蘇南京人，高級(jí)工程師，從事變電站監(jiān)控系統(tǒng)研究和開發(fā)工作。

2015-04-15；

2015-06-08