CN102170171B - 高压电气设备操作防误智能安全监护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压电气设备操作防误智能安全监护系统，特别适用于电力系统高压变电站电气设备安全保护、操作防误、违规预警、跟踪安全监护、安全技术服务和安全信息远程传送。其特点是，包括微处理器，该微处理器与一彩色液晶显示模块电连接，并且还与一GPRS远程通信模块电连接，该微处理器还分别与一语音识别与编码电路和一语音合成与播放电路电连接从而识别、播放语音；该微处理器还分别与高压设备运行电气参数变换器和高压设备运行环境参数变换器电连接，从而采集高压电气设备运行时的数据。本实用新型通过安装于高压电气设备及设备操作机构上的各种传感器，尤其是接近传感器，可超前感知人的不安全动作与行为，而发出语音预警信息。

Description

高压电气设备操作防误智能安全监护系统

技术领域

本实用新型涉及一种高压电气设备操作防误智能安全监护系统，特别适用于电力系统高压变电站电气设备安全保护、操作防误、违规预警、跟踪安全监护、安全技术服务和安全信息远程传送。

背景技术

在电力生产过程中，有一项平凡、危险而又非常重要的工作一即倒闸操作。电能由发电机输出，经输电、变电、直至把优质的电能经济高效、安全可靠的输送到千家万户，都必须由电气运行人员经过一系列的倒闸操作才能完成和实现。另外，在高压电力设备检修和维护、输电网络运行方式的改变及停电和送电、事故抢修等特殊情况下，也都必须进行倒闸操作并做好安全措施后，才能实施。因此，安全可靠、正确无误的倒闸操作对保障电网安全、人身安全和电网经济稳定运行有着极其重要现实意义。

由于一个大型变电站，高压电力设备占用空间大、单元设备间隔多、电网结构复杂，为了设备和人身安全，电气设备的倒闸操作步骤和流程以及必须注意的安全事项比较繁多。另外，电气运行人员每日穿梭于星罗棋布的高压电气设备间，则必须时刻保持高度的安全警惕性，尤其是改变运行方式、设备检修等重大刀闸操作过程中，因安全责任重大，各项安全措施都必须周全到位。每一操作步骤、流程和环节，都必须专心直至、谨慎小心、多次确认。同时还必须熟知和掌握相关高压电气专业技术知识、熟记《电力安全规程》、各种设备的技术性能以及当前设备的运行方式等。因而，大多高压电气运行人员在大型复杂的刀闸操作期间，都有心里紧张、精神压力大的感觉，持续时间久了还会出现精神疲劳、记忆力下降、心情急躁、担惊受怕的不良反应，若此时再有外来因素的干扰或其它繁杂事物的影响时，稍有疏忽、麻痹大意就极易产生安全隐患，甚至发生误操作事故或其它安全事故。而随着电网的扩大和发展，电网结构、高压电气设备、运行方式等日新月异及更新加快，电气设备倒闸操作更是与日俱增，运行人员的工作量将更为繁重，确保电网设备运行安全、人身安全、操作安全的工作任务亦将艰巨。

电力安全事故，尤其是误操作事故为电力系统恶性事故之一。杜绝误操作也是电力部门首要攻克的难题之一。为此，电力部门每年都投入大量的人力物力进行宣传和教育、技能培训和《电力安全规程》考试等活动，把“安全第一，预防为主”作为电力安全生产总方针。尽管如此，误操作事故及其它安全事故还是屡禁不止，每年都有发生，造成重大设备损坏和人员伤亡，造成大面积停电和大批企事业单位停工停产，而且还严重威胁高层电网的安全，给电力企业和用电客户带来较大的经济损失和不良的社会影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压电气设备操作防误智能安全监护系统，能够实时自动的跟踪监护工作人员在高压设备运行和操作过程中的一切行为和举动，监督倒闸操作步骤及操作流程是否安全、规范和正确，一旦发现有违反《电力安全规程》的动机或安全隐患将立即通过语音给予安全预警和纠正，通过彩色液晶显示当前的运行方式和危险点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是。

一种高压电气设备操作防误智能安全监护系统，其特别之处在于，包括微处理器，该微处理器与一彩色液晶显示模块电连接，并且还与一GPRS远程通信模块电连接，该微处理器还分别与一语音识别与编码电路和一语音合成与播放电路电连接从而识别、播放语音；该微处理器还分别与高压设备运行电气参数变换器和高压设备运行环境参数变换器电连接，从而采集高压电气设备运行时的数据；该微处理器还分别与隔离开关运行状态传感器、负荷开关运行状态传感器、接地开关运行状态传感器、隔离开关操作机构接近传感器、负荷开关操作操作机构接近传感器、接地开关操作机构接近传感器、高压电气设备带电状况传感器、接地线接地状况传感器和热释电人体红外传感器电连接，从而采集高压电气设备运行状态信息；该微处理器还与至少一个安全预警控制输出电路电连接从而控制高压电气设备操作系统机械闭锁及电气闭锁装置。

其中微处理器为AVR单片机。

本实用新型通过安装于高压电气设备及设备操作机构上的各种传感器，尤其是接近传感器，可超前感知人的不安全动作与行为，而发出语音预警信息，即时指出危险点与严重后果并予以纠正，且通过彩色液晶进行图案标识和方位显示。还可为电气设备运行人员提供实时安全技术服务和工作导航。以此，可有效的防止或杜绝高压电气误操作事故以及其它安全隐患的发生。而达到加强电网和输变电设备的安全可靠性及运行稳定性的目的，也提高了人身安全、电网安全的技术水平。还可通过人机对话了解设备的各项技术参数和性能以及相关的《电力安全规程》条例。以此，为检修、运行人员提供全方位的安全技术服务。必要时，还可通过GPRS远程通信模块将重要的安全信息发送到上级安全管理部门。

附图说明

附图1为本实用新型的电路原理图。

附图2为反映本实用新型控制原理的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

如图1所示，微处理器(采用ATmega128 AVR单片机)通过RS232-1接口电路MAX232C与彩色液晶显示模块LM320240T和RS232-2接口电路MAX232C与备用GPRS远程通信模块电连接，通过SPI接口电路分别与语音识别与编码电路和语音合成与播放电路电连接。

微处理器的I/O口分别与隔离开关运行状态传感器、负荷开关运行状态传感器、接地开关运行状态传感器、隔离开关操作机构接近传感器、负荷开关操作操作机构接近传感器、接地开关操作机构接近传感器、高压电气设备带电状况传感器、接地线接地状况传感器、热释电人体红外传感器电连接。

微处理器的I/O口与安全预警控制输出电路电连接。

微处理器的A/D接口分别与高压设备运行电气参数变换器、高压设备运行环境参数变换器电连接。

本系统的工作原理和过程如下：

每一高压电气单元间隔内的输变电设备上及高压电气设备操作机构上均安装有热释电人体红外传感器、设备运行状态传感器和人体物件接近传感器、高压电气设备带电状况传感器等电子感应器件和电子监测器件。这些电子器件分别通过不同的接口连接于微处理器，在软件程序的控制下，高压电气设备的各种运行参数与工作状态均被采集到微处理器进行分析处理和保存，建立本单元高压电气设备实时运行方式的标准模本(如：主母线I送电、旁母线送电、线路停电检修、开关设备检修等各种运行方式)。该系统进入运行方式后，各类电子感应器件便对进入本间隔单元设备范围内的工作人员进行全方位的跟踪监测和监护，一旦发现有违反《电力安全规程》的行为或举动，将立刻发出安全预警语音信息，指出安全隐患和危险点并予以纠正，且通过彩色液晶显示当前设备的运行方式及危险点的位置图案。若有技术疑问，还可通过人机对话咨询或了解设备的各项技术参数和性能，从听觉到视觉多角度、全过程、全方位的为高压电气设备运行及倒闸操作人员提供人性化、智能化的安全技术信息服务和安全工作导航服务。本系统的其它控制、服务功能，其工作原理过程与上述类似，不再赘述。

本系统由软件程序和硬件电路构成。其中，软件程序由GCC_AVR_C语言编写，函数功能化技术设计，软件控制流程如图2所示。硬件电路以AVR单片机(ATmega128)为核心技术，连接各种功能的电子传感器、彩色液晶显示模块、GPRS通信模块以及其它功能的集成芯片、电源电路等组成。

本实用新型提供一种高压电气设备操作防误智能安全监护系统。将《电力安全规程》、电气设备技术参数和技术性能、电气设备操作规程、操作流程等文件数据通过软件程序写入微处理器，即赋予高压电气设备及机械操作系统具有思维、分析、判断、安全信息处理的智慧。在各类传感器的配合下，软件程序的协调控制下，而使高压电气设备和机械操作系统具有语音识别与编码、语音合成与播放和人机对话功能，具有监督、监护设备和人身安全的能力，具有违章操作防误预警及危险点预控功能，具有彩色液晶实时图案显示功能，具有电气、机械闭锁控制以及安全技术服务和工作导航服务功能。

总之，本系统把以人为本、安全为主、以科技为核心的理念融入系统设计中，把绝大部分的安全职责、安全技术文件、设备技术数据与性能等工作交给微处理器记忆、解决和执行。从而使电气设备及机械系统不仅也有了自我安全保护能力，而且还能监护运行人员的工作安全和提供安全技术服务。由此建立一个人机相互监督、相互保护、共同协防保安全的和谐、轻松的工作环境。所以，本系统可大量减轻人的脑力记忆劳动和精神负担，对改善工作环境、密切人机关系、有效防止或杜绝误操作恶性事故的发生有着极其重要的作用和实际意义。通过安全技术措施的创新和发展，提高了电网、设备及人身安全的技术水平。

Claims (2)

1.一种高压电气设备操作防误智能安全监护系统，其特征在于：包括微处理器，该微处理器与一彩色液晶显示模块电连接，并且还与一GPRS远程通信模块电连接，该微处理器还分别与一语音识别与编码电路和一语音合成与播放电路电连接从而识别、播放语音；该微处理器还分别与高压设备运行电气参数变换器和高压设备运行环境参数变换器电连接，从而采集高压电气设备运行时的数据；该微处理器还分别与隔离开关运行状态传感器、负荷开关运行状态传感器、接地开关运行状态传感器、隔离开关操作机构接近传感器、负荷开关操作机构接近传感器、接地开关操作机构接近传感器、高压电气设备带电状况传感器、接地线接地状况传感器和热释电人体红外传感器电连接，从而采集高压电气设备运行状态信息；该微处理器还与至少一个安全预警控制输出电路电连接从而控制高压电气设备操作系统机械闭锁及电气闭锁装置。

2.如权利要求1所述的高压电气设备操作防误智能安全监护系统，其特征在于：其中微处理器为AVR单片机。

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