马毅
广东电网有限责任公司肇庆供电局
摘要：根据目前变电站运维站多人少的现状，电网企业只能通过科技创新来解决目前存在的困难，变电站保护装置配置打印机改进的研究与应用就是解决目前二次保护装置运维存在的痛点难点问题，使用先进的激光打印代替落后的针式打印，并实现保护动作信息的远程传输，使用科技手段减轻基层负担，提高工作效率。
关键词：保护装置；打印机；远程传输
一、前言
目前随着国家经济的持续快速增长，各行业对电力的需求不断增加，负荷节节攀升，国家也加大了电网建设，因此变电站数量逐年增加，但电网企业实施降本增效的战略，导致变电站运维人员逐年缩减，在运维变电站越来越多而运维人员越来越少的情况下，电网企业只能采取科技创新的手段来减轻工作量，实现基层减负的目标。因此我们致力于使用科技创新的手段解决目前变电站日常运维中遇到的难点痛点问题。目前变电运行人员和继保检修人员最繁琐的工作存在以下几项：1、打印核对定值；2、打印故障跳闸报告；3、开展保护装置打印机月度维护；4、更换二次保护的打印纸和色带；以上工作在日常运维中简单重复，但占用了大量的工作时间。我们的创新团队对以上问题进行了分析研究，且一直在思考为什么我们拥有全世界最先进、最复杂、最可靠的二次保护装置，但是使用的配件打印机仍然是80年代古董性的针式打印机？我们创新团队经过多方调研分析，发现存在以下问题:1、继保装置行业垄断，全国就几家大的二次继保厂商，形成行业垄断，不想改变，不想失去目前每台保护装置配置打印机的利润，也不想失去维护的利润；2、目前南方电网对保护装置的配置要求，220kV以上保护要求配置不同厂家的保护装置提高保护的可靠性，阻碍了厂家技术革新的需要；目前我们研发成功的保护装置打印机改进方案就是实现使用目前先进的激光打印机代替目前每个保护装置配置的针式打印机，在一个继保室只使用一台激光打印机代替整个继保室所有的针式打印机，实现针式打印机实现的功能，并且可以实现保护故障动作报告的远方传输，为变电站的无人化运维提供二次保护专业的技术支持。
二、保护装置打印机改进方案的原理介绍
1、保护装置打印机改进方案解决的问题
1）效率提高；传统针式打印机耗时长，激光打印机耗时短，速度提升20倍；2）成本降低；传统针式打印机按照保护屏配置，一个继保室有多少面保护屏就有多少台针式打印机，改进后一个继保室只需要配置一台激光打印机；3）便捷；传统打印机操作繁琐，不易维护，高速激光打印操作简单，维护方便。
2、保护装置打印机改进方案的原理
本方案通过开发一套打印通讯接口设备，利用设备串口并行接入多个保护设备，再经过网口或USB连接到一台高速激光打印机，实现打印机的多合一优化，摒除对打印机的型号限制，具有更高的打印机兼容性。每路串口启动一个数据监测程序，实现串口数据的实时缓存，缓存完成后通知协议解析程序进行下一步处理。
基本框架及原理：1）、基于原有保护装置及针式打印机的通信协议，开发打印专用通信接口设备，使站内多个保护装置通过该接口设备实现打印数据上送给高速激光打印机。2）、通过研发一套可直接连接在站内保护装置打印数据接口的通信接口设备，该接口设备能将传统针式打印机接收到的保护信息转换为高速激光打印机能够编译、识别的机器语言后再将指令发送到高速激光打印，从而实现保护信息的打印。
.png)
图1.基本框架和原理图
目前的保护装置普遍采用ESC/P系列指令集与针式打印机通讯进行打印，其中主要分为两种类型的打印内容，一是定值类的文本内容，通过ASCII编码方式传输；二是波形类的图象内容，通过位图的方式传输，其中位图数据前后会穿插ASCII编码数据，是协议解析的难点所在。本方案针对打印协议，开发了一套协议解析程序，深度解析缓存的协议内容，实现两种数据内容的融合处理，并生成一份pdf文件，最终发送给打印机完成打印，生成的pdf文件可以实现远程调阅。
.png)
图2：系统结构图
本打印通讯接口设备可将变电站二次系统中的继电保护发出的串口打印报文转换成激光打印机可识别的格式，并驱动激光打印机进行数据打印。可取代传统的继电保护用的针式打印机，可同时连接多台继电保护装置进行数据打印。
该方案的特点有：
1）打印内容与针式打印机完全一致。2）可通过配置实现自动打印和手动打印两种方式，可以更好的控制打印内容，实现少打印或不打印，减少纸张损耗。3）在满足串口通讯条件下，可以无限制的接入保护装置打印，与原来使用针式打印机相比大大降低使用成本。4）生成的pdf文件更便于数字化归档及数据汇集，可做定值自动校核、保护动作保护的远程传输等深化应用，也有利于实现大数据分析等扩展化研究。
3、目前已完成的创新成果
1）已完成了110kV青莲变电站的二次保护装置打印机改造，继保室所有的二次保护装置使用一台激光打印机实现对保护装置定值、保护动作信息等的高速打印；2）已实现110kV青莲站所有保护动作报告的远方查阅功能，当站内保护装置发生故障跳闸时，变电站保护装置打印机改进方案中的通信接口装置收到保护装置的动作报告，自动生成PDF上传到供电局内网的共享地址，供调度、运行、继保人员进行远程查看，不再需要到现场打印动作报告，实现基层减负和提高专业技术人员对保护动作信息获取的时效性。3）已总结形成变电站保护装置打印机改进方案改造技术方案，为后续的大面积开展改造总结建设经验。
三、总结
经改进后的保护装置打印机利用激光打印技术替代传统保护装置的针式打印技术，可以实现多套保护装置共享一个打印机，大大节省生产成本，有效缩减运维成本，可以实现保护动作信息的远程获取，提高经济性的同时也进一步增加了保护信息获取的快速性、便捷性，节省了时间成本，也提高了故障处理的及时性，对电网的安全可靠运行具有重要的价值。