李文海1，杜斌1，牟磊1，谭志华1，彭聪1
1.国网重庆市电力公司石柱供电分公司，重庆市，409100
摘要：传统变电站保护联网打印装置研究与应用是为了减少资源的浪费以及变电站运行维护人员负担的打印及管理产品，采用一套打印机联网系统，实现变电站内所有继电保护装置的联网打印。通过变电站打印联网系统的实施，将大大减少运行维护人员对变电站内打印机的维护工作量，同时节省了打印机的投资。
关键词：变电站、联网打印装置、联网系统、继电保护装置
0.引言
由于变电站内配置打印机数量多且不易维护，目前通常是大量采购备品打印机和色带，对有问题的打印机或故障色带进行更换，但是无法从根本上解决不易维护的问题；继电保护动作后，调度端需要了解动作的详细数据以进一步分析故障原因，由于目前监控、远动或保护信息主站的保护动作信息都不详尽，只有SOE事件信息，因此需要班组工作人员驱车赶往变电站现场去获取打印信息，通过全面完整的打印信息还原故障时的保护及开关动作行为；保护动作分析报告需要电子化文档，目前只能将继电保护装置的打印动作报告进行扫描存档，无法对保护装置扫描的电子版文档进行长期规范的管理，造成日常的工作非常不便。所以目前急需避免使用打印机直接打印，减少打印机的维护量和备品的存储量，同时将继电保护装置的打印报告进行数字化处理，提高报告获取的效率和重复利用率。
传统变电站保护联网打印装置研究与应用主要是研究基于硬件的虚拟打印装置，其对变电站进行自动收集保护装置、测控装置、运行后台等打印信息，并将打印信息直接数字化保存或直接由一台打印机打印，同时支持交直流通用，满足国网变电站二次系统电源及其他相关规范。
1.科技依据
1.1.项目背景
目前，地区电网基本是每个继电保护装置独立配置打印机，当继电保护装置动作后自动或手动打印本次动作信息，同时通过通信口上传动作信息，但通过通信上传的信息内容远没有打印内容丰富，所以在进行故障分析时大多采用继电保护装置的打印信息。
变电站内信息打印功能，是继电保护多种信息输出的一种，也是最稳定、最多样、最完整的一种方式。联网打印的内容是在继电保护内部进行的信息整合，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，继电保护信息打印是触发事件完整信息的有机集合。
保信子站、监控等系统在保护动作后，可以获取到保护的事件信息（SOE）、开关变位信息、定值信息和故障波形信息，这些信息也是进行事故分析的必要基础。但一次保护动作（存在故障行为的）并非孤立事件，会产生许多相关联的信息，例如主保护动作后会有跳闸令发出，而保护只有动作但没有跳闸令发出，测控会产生开关变位信息，这些信息都会被保信子站、监控后台等系统收集。目前，一般变电站中继电保护装置为独立配置打印机（10kV相关保护基本没有配置打印机），当继电保护装置动作后自动或手动打印本次动作信息，同时通过通信口上传动作信息，但通过通信上传的信息内容远没有打印内容丰富，所以在进行故障分析时大多采用保护等二次设备装置的打印信息。因此产生了打印机维护问题、打印信息获取问题、事件报告存档问题、无打印机的保护事件的分析。
1.2.国内外研究概况
目前国内外的变电站都是采用数字式超高压线路保护装置对线路进行保护监控，而这些路保护装置在原有系统的建设中，只简单的连接打印机，当线路有故障发生时，保护装置将故障自动记录在保护装置中，日常记录通过打印机打印出来。每当有故障发生时，需要变电站维护人员开车到达故障现场手动将打印机记录的故障记录整理并由专人收集送给信息调度中心维护人员进行参考，查找故障，而这个过程最短的需要半个小时，最长的则要超过3小时，目前该故障处理方式不仅浪费人力、物力。并且过多的依赖处理人员的专业背景知识，处理过程耗时较长。
国内外目前还未见到与此类似的相关产品，只有个别厂家存在对个别保护装置型号的打印机共享，而且不存在打印报告数字化管理功能。
2.技术关键
2.1.打印机的并行与串行通信研究
目前变电站现场的继电保护装置只支持两种方式与打印机相连，一类是并行连接口，一类是串行连接口。所以继电保护的打印过程也就是一个通信过程，通信协议与打印机型号密切相关，主要包含打印机控制、打印格式控制和打印字符等内容。这些内容打印机的说明开发文档中都有详尽的描述，例如现在变电站现场使用最多的是Epson的LQ-300K+型打印机，就提供了非常详细的开发文档，以供一些嵌入式设备自行设计打印驱动。
2.2.打印格式的数字化转换研究
继电保护装置与打印机通信本身是数字化的信息，但打印机处理后打印则变为纸质，失去了数字化的特征。目前为止，变电站的打印机全部都是点阵的针式打印机，其主要是以点、字符和格式控制（如制表符、回车、换行等），没有复杂的图像处理过程，即使波形图也是点序列来形成的。
2.3.高精度模式匹配
模式匹配虽是一项比较复杂的技术，但其已在多个方向上存在着成熟的应用，例如图形图像处理方面、大数据检索方面、智能交通领域等，但模式匹配技术实现的开放性到目前为止还几乎为零，但相关的理论论述和论文较多。本项目的模式匹配相对简单，即使用大数据检索方面的文字匹配，在打印信息中根据指定的项在数字化的打印报告中进行双向匹配。
3.技术路线
项目整体采用关键技术点研究、概要设计、详细设计、编码、硬件测试、系统测试和现场试运行的研究方案。
3.1.整体实现方案
使用打印信息采集器与继电保护装置的打印口相连，用于实时采集继电保护装置的打印信息，并将收到的打印信息上传至打印管理机。如果继电保护装置的打印口为并口，则通过并口打印信息采集器转换为串口打印模式。
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3.2.打印报告处理流程
打印管理机在完整接收一个继电保护装置的打印报告后，利用预先定义好的识别模块对打印报告进行预处理，产生打印报告的摘要信息，然后对打印报告进行压缩，之后与摘要信息一起进行本地存储，最后推送至界面，提示有新的打印任务。
通过界面操作，可查看打印任务内容，此时可对打印任务内容进行再编排，但不改变本地数据库中的原始文件，并可将编排的打印报告内容保存为PDF文件；可对任意两个打印任务进行比对操作，并以不同颜色提示比较差异。
4.结论
传统变电站保护联网打印装置研究与应用是为了减少资源的浪费以及变电站运行维护人员负担的打印及管理产品，采用一套打印机联网系统，实现变电站内所有继电保护装置的联网打印。它可以监督装置打印工作，记录打印信息，并且提供打印信息的预分析、保存、解析、编辑、比较等功能。通过变电站打印联网系统的实施，将大大减少运行维护人员对变电站内打印机的维护工作量，同时节省了打印机的投资，如一座750kV变电站，若200台保护全接上打印机，则节省199台打印机约节省（199*3800元/台＝75.62万元），另外每年节省打印备品备件及纸张约20余万元，有显著的社会和经济效益和广泛的推广前景。