宋東明 吳鵬 呂俊紅 王銘偉 秦娟

摘? 要：以往的變電站通過(guò)手動(dòng)修改定值的工作方式已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。如今的工作方式可以通過(guò)自動(dòng)核對(duì)、自動(dòng)輸入、遠(yuǎn)程操作等，一方面可以減輕員工的工作強(qiáng)度，另一方面對(duì)企業(yè)的發(fā)展也帶來(lái)了許多便利，有效地減少資金對(duì)這方面的投入。此外，因人力的操作容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的現(xiàn)象因自動(dòng)化設(shè)備的出現(xiàn)也相對(duì)減少。本文主要對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)輸入? 保護(hù)定值? 核對(duì)技術(shù)? 探究

中圖分類號(hào)：TM41? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（b）-0021-03

Abstract： In the past， the fixed value of substation can not adapt to the development of the times through manual modification. Today's work mode can be through automatic check， automatic input， remote operation， etc.， on the one hand， it can reduce the work intensity of employees， on the other hand， it also brings a lot of convenience to the development of enterprises， effectively reducing the investment of capital in this area. In addition， due to the operation of human resources， it is easy to lead to errors because of the emergence of automation equipment. This paper mainly analyzes and introduces these technologies in detail.

Key Words： Automatic input; Protection setting; Check technology; Explore

現(xiàn)如今，在中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司和國(guó)家電網(wǎng)公司內(nèi)，常見(jiàn)的保護(hù)裝置定值修改主要有以下幾種類型。

（1）修改人員通過(guò)鍵盤(pán)或觸摸屏在保護(hù)裝置上對(duì)裝置定值進(jìn)行核對(duì)、修改，這個(gè)流程操作至少需要2～5人，耗時(shí)10～50min，此外，因是人力修改，所以存在著出錯(cuò)的可能性時(shí)有發(fā)生。

（2）對(duì)保護(hù)裝置的定值修改可以通過(guò)繼電保護(hù)故障信息子站系統(tǒng)進(jìn)行操作。雖然這種方式是通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)輸入的功能，但是也存在了幾個(gè)問(wèn)題：①35kV及以下的變電站不能配置繼電保護(hù)故障信息子站系統(tǒng)。②以往早期建立的大部分110kV變電站未配置繼電保護(hù)故障信息子站系統(tǒng)。③對(duì)于新固化值不能進(jìn)行自動(dòng)核對(duì)。④對(duì)配置的定值缺乏防誤整定機(jī)制。⑤雖然是自動(dòng)對(duì)定值修改，但是也存在著人力修改的部分，自動(dòng)化程度不夠完善。因此，正因?yàn)橐陨系奈妩c(diǎn)問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)雖然早在很多年前就已經(jīng)提出，但是在實(shí)際工程應(yīng)用上卻并沒(méi)有推廣和實(shí)踐。

（3）對(duì)保護(hù)裝置的定值修改也可通過(guò)繼電保護(hù)故障信息主站進(jìn)行修改。這種方法和上述提到的兩種方式類似，不過(guò)卻受限于繼電保護(hù)故障信息主站與繼電保護(hù)故障信息子站的安全性、傳輸可靠性、兼容性等因素，所以這項(xiàng)技術(shù)也沒(méi)有在實(shí)際的應(yīng)用中實(shí)踐。

正因上述三種定值修改模式存在了一定的缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生了困難，所以，本文根據(jù)這種情況研制了一套便攜式就地使用的定值自動(dòng)輸入和核對(duì)系統(tǒng)，以下本文將對(duì)這種系統(tǒng)的原理、構(gòu)成、應(yīng)用前景等進(jìn)行介紹。

1? 自動(dòng)輸入和核對(duì)系統(tǒng)技術(shù)

保護(hù)定值的核對(duì)系統(tǒng)和自動(dòng)輸入主要由兩個(gè)部分構(gòu)成：（1）電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理軟件。（2）便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置。

1.1 保護(hù)裝置自動(dòng)輸入

電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)的上傳和下載分為三個(gè)部分，便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置的錄入和核對(duì)、定值修改記錄上傳和定值修改任務(wù)下達(dá)，具體有以下三點(diǎn)。

（1）根據(jù)電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)對(duì)外部存儲(chǔ)介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)和手動(dòng)輸入的方式寫(xiě)入Excel式的定值表單，依照對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置類型，再將需要執(zhí)行的定值下載到便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置對(duì)應(yīng)的模塊。

（2）便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置與保護(hù)裝置通過(guò)網(wǎng)線接口聯(lián)網(wǎng)或WIFI聯(lián)網(wǎng)后便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置將讀取保護(hù)裝置內(nèi)部定值，或者將定值輸入保護(hù)裝置使之完成固化。

（3）便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置對(duì)保護(hù)裝置定值完成修改后，將操作記錄、登陸機(jī)率、執(zhí)行情況、執(zhí)行的定值等信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)，完成整個(gè)定值操作任務(wù)。

1.2 自動(dòng)核對(duì)

便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置通過(guò)讀取保護(hù)裝置設(shè)定的定值，將其與電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)中的定值進(jìn)行逐項(xiàng)匹配，其中包含類型、順序、幅值等內(nèi)容，最后提示核對(duì)的結(jié)果和有差異的定值。

操作流程簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)便是，電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)先調(diào)用Excel表單中的數(shù)據(jù)，再通過(guò)便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置進(jìn)行操作，操作完成之后寫(xiě)入繼電保護(hù)設(shè)備，此時(shí)，便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置將對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備中的定值進(jìn)行逐一匹配核驗(yàn)，將其中匹配的結(jié)果和匹配有誤的定值項(xiàng)反饋給電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)，最終工作人員在電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)查看到整個(gè)操作的最終數(shù)據(jù)，再通過(guò)反饋的數(shù)據(jù)執(zhí)行下一步操作，如核驗(yàn)的所有定值項(xiàng)均正確，便不需要進(jìn)行任何操作。如遇到定值項(xiàng)匹配有誤的定值，則需要技術(shù)人員進(jìn)行修改、完善等操作。

1.3 定值遠(yuǎn)程操作

雖然目前國(guó)內(nèi)幾乎所有繼電保護(hù)設(shè)備都具備遠(yuǎn)程操作的功能，其遵循的通信規(guī)則是103規(guī)約和IEC61850，但是在應(yīng)用細(xì)節(jié)上，還是有一些區(qū)別，因此，為了解決系統(tǒng)與各種保護(hù)裝置的通信問(wèn)題，建立一種可以兼容103規(guī)約和IEC61850定值的遠(yuǎn)程操作模型。

2? 根據(jù)IEC61850建立的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)模型

在電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)中設(shè)定與IE61850相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)集，再通過(guò)定值組控塊進(jìn)行管理與控制。定值組控制塊提供選擇激發(fā)定值區(qū)、選擇修改定值區(qū)、讀取定值、寫(xiě)入定值、確認(rèn)定值修改定值等基礎(chǔ)控制服務(wù)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)邏輯便是將定值寫(xiě)入選擇激發(fā)定制區(qū)（等待激發(fā)），然后判斷定值區(qū)內(nèi)的定值是否成功，如果成功則進(jìn)行讀定值操作，操作之后進(jìn)行判斷，是否讀定值成功，如果讀取成功則進(jìn)行寫(xiě)定值、修改定值等，反之，則終止操作，終端提示讀取定值失敗。

3? 根據(jù)規(guī)約103建立的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)模型

在電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)中設(shè)定與規(guī)約103相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)集，在規(guī)約103通訊中，定值的才做通過(guò)分類服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種操作作為繼電保護(hù)設(shè)備的擴(kuò)展，用于提供傳送任何類型和格式數(shù)據(jù)的功能。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這種模型操作流程是通過(guò)讀取一級(jí)用戶數(shù)據(jù)，判斷一級(jí)用戶數(shù)據(jù)的值是否還有類似的值，如果有則返回進(jìn)行修改，如果沒(méi)有則發(fā)送給便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置進(jìn)行讀取定值。判斷讀取定值是否成功，成功則完成操作，并返回結(jié)果，反之則告知讀取失敗。

3.1 定值管理

電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)變電站、間隔、保護(hù)設(shè)備等層次關(guān)系，技術(shù)員根據(jù)其中關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)指定變電站，然后根據(jù)變電站之間的間隔，配置繼電保護(hù)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)分層管理。

3.2 定值模板

因通訊協(xié)議的差異問(wèn)題，便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置內(nèi)置的定值與電腦端數(shù)據(jù)庫(kù)的定值管理系統(tǒng)中的定值存在著不匹配的問(wèn)題，因此需要建立一個(gè)定值模板。定值模板中包含了定值遠(yuǎn)程操作模型、保護(hù)裝置信息、通訊類型等，每種數(shù)據(jù)互有關(guān)聯(lián)，有效避免因通訊協(xié)議的差異帶來(lái)的定值不匹配問(wèn)題。

4? 基于上述方案的測(cè)試和分析

保護(hù)定值便攜式定值自動(dòng)輸入和核對(duì)裝置在各個(gè)廠家設(shè)備上進(jìn)行了有效的測(cè)試，這些設(shè)備主要來(lái)自北京四方、國(guó)電南自、南瑞繼保等，發(fā)現(xiàn)和解決了一些問(wèn)題，主要如下。

4.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題

由于不同型號(hào)保護(hù)裝置在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理方式上存在著一定的差距。尤其是根據(jù)規(guī)約103協(xié)議的規(guī)則，定值數(shù)據(jù)寫(xiě)入裝置的時(shí)候，一般是先進(jìn)行確認(rèn)“寫(xiě)”操作，然后才是“執(zhí)行”，比如，南瑞繼保生產(chǎn)的RCS-943A型裝置便是采用的這種協(xié)議。但是在規(guī)則上，RCS-943A型裝置取消了確認(rèn)操作，直接進(jìn)行了“執(zhí)行”。此外，北京四方的BD-2A型裝置則是在收到定值寫(xiě)執(zhí)行命令之后才讀取定值，但是同樣是北京四方生產(chǎn)的818AD型裝置卻不需要收到執(zhí)行命令就能執(zhí)行讀取定值。因此，不同的保護(hù)裝置，對(duì)于執(zhí)行方式和存儲(chǔ)方式也不一樣[3]。

4.2 定值寫(xiě)入跟校對(duì)時(shí)間差

通常情況下，一套完整的保護(hù)裝置定值項(xiàng)有數(shù)十或數(shù)百的定值項(xiàng)，而裝置是逐一進(jìn)行定值修改、寫(xiě)入等，這就造成了裝置執(zhí)行的時(shí)間差。

4.3 特殊裝置

一些保護(hù)裝置的定值并不支持遠(yuǎn)程讀、寫(xiě)功能。比如國(guó)電南自的PD-3C-A型裝置就對(duì)遠(yuǎn)程寫(xiě)入、讀取功能不支持。

4.4 定值數(shù)據(jù)的多種類型

由于定值包含了各種數(shù)據(jù)類型，對(duì)于其數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換需要嚴(yán)格控制，比如南瑞繼保的RCS-943A保護(hù)裝置就包含了整數(shù)型、字符型、浮點(diǎn)型等。

5? 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)保護(hù)定值自動(dòng)輸入和核對(duì)技術(shù)的不斷研究成果，提高了繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行效率，同時(shí)也使繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行和維護(hù)方面的自動(dòng)化水平得到有效提高。在工作流程上更是變成了自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)備，節(jié)省了大量的人力工作，不僅提高了運(yùn)維技術(shù)人員的工作效率，還降低了因定值數(shù)值有誤帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)供電企業(yè)，并完成了預(yù)期目標(biāo)。

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