CN113872332A - 一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统及方法 - Google Patents

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CN113872332A CN202111322210.9A CN202111322210A CN113872332A CN 113872332 A CN113872332 A CN 113872332A CN 202111322210 A CN202111322210 A CN 202111322210A CN 113872332 A CN113872332 A CN 113872332A
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Abstract

本发明一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统及方法,属于二次压板管理技术领域;所要解决的技术问题为:提供一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统硬件结构的改进;解决上述技术问题采用的技术方案为:包括智能锁控设备、压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端、运维管理服务器及后台系统,智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,智能锁控设备设置有无源电子标签,压板智能管理器采集、存储、下载和上传无源电子标签上的数据信息,对压板上的无源电子标签信息进行读写和智能化管理、作业任务工单的下载与作业对象的自动匹配、通过RFID定位指引现场操作;运维手持智能移动终端通过无线网与运维管理服务器交互;本发明应用于变电站。

Description

一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统及方法
技术领域
本发明一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统及方法,属于变电站二次压板智能运维管理技术领域。
背景技术
目前智能变电站二次设备就地操作工作流程,由运维人员手持打印的纸质操作票,依据票中所列操作任务及操作步骤再就地依次进行操作。 二次系统物理回路的保护压板集中部署在小室中,保护屏柜具有相同的外观,屏柜内保护压板下方贴上状态标签和保护名称标签,压板的命名拥有相似的名称,且二次保护压板就地操作防误逻辑判断不完善和无强制闭锁功能,因此就地操作存在下面几个问题:
1) 相似间隔保护屏柜具有相同外观,屏柜内压板标签名称相似,可能会误入其他间隔或误操作其他压板,操作流程管理上的二次安措流于形式。
2) 压板投切操作、压板定期位置核对性检查等工作仍采用传统的人工运检模式,信息核实、统计报表和历史记录等工作均需人工完成。人工校核方式效率低且易出现疏漏,现场作业相关数据的时效性和可用性不强。
3) 二次保护压板就地操作防误逻辑判断不完整,无强制闭锁功能,过程中缺少预警式防误手段,就地操作中发生误操作不能强制闭锁或预警提示。
综上所述,智能变电站二次物理回路压板就地操作时,由于相似间隔的保护屏柜和压板具有相似的模型、外观,操作对象描述相似,易使运维人员产生误操作。同时,电力安全工作规程中明确要求“继电保护及自动装置压板投退操作必须由两人进行,并严格执行操作监护制度”,但部分作业人员责任心不强,压板投退操作过程中存在无监护操作的情况。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足,所要解决的技术问题为:提供一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,包括智能锁控设备、压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端、运维管理服务器及后台系统,所述智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,所述智能锁控设备设置有无源电子标签,其中无源电子标签设置在电子标签载体上,电子标签载体通过第一接口I1与压板信息智能管理器相连,读取或写入电子标签数据信息;
所述压板信息智能管理器通过第二接口I2与运维手持智能移动终端相连,所述压板信息智能管理器还通过第三接口I3与运维管理服务器相连,所述压板智能管理器采集、存储、下载和上传无源电子标签上的数据信息,对压板上的无源电子标签信息进行读写和智能化管理、作业任务工单的下载与作业对象的自动匹配、通过RFID定位指引现场操作;
所述运维手持智能移动终端通过第四接口I4与运维管理服务器相连,所述运维手持智能移动终端通过无线专网与运维管理服务器交互,获取二次设备就地操作任务,浏览设备位置部署信息,作业任务单中操作对象所在屏柜位置导航指引;通过在就地二次设备旁读取智能锁控设备的电子标签识别预操作设备,判断是否为当前操作设备;采集二次压板的状态,与正常保护运行方式的状态进行全方位的比对,自动生成核对结果,完成二次物理回路压板投退状态的就地精准识别与自动校核,并将校核结果上传给运维管理后台系统。
所述无源电子标签包括电子标签天线和非接触式的RFID电子标签,其中RFID电子标签设置在每一面保护屏柜以及屏柜中的每一个压板上,RFID电子标签中写入压板的名称、状态、变位记录信息,RFID电子标签模块上有受压板信息智能管理器控制的指示灯,以实现操作对象的定位锁定,可为检修人员提供操作指引提示和异常变位告警提示。
所述压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端上均设置有与非接触式的电子标签进行通信的接收、发射信号的天线,其中压板信息智能管理器集成有阅读器。
所述无源电子标签载体内部集成有空中接口电路,所述空中接口电路通过从无线传输信号中提取能量、数字信号、时序,将外接天线和数字控制电路、存储电路联系起来,它包含电源获取电路、时钟提取电路、解调电路、调制电路和复位电路;
其中电源获取电路负责从射频信号中提取出稳定的电能,供电子标签执行命令和存储数据用;
时钟提取电路负责从射频信号中提取出频率稳定的脉冲信号,供数字电路、存储电路和加密芯片使用;
解调电路负责载波和基带信号相分离,并把基带信号送入数字电路;
调制电路负责电子标签反馈到阅读器的数字信号与副载波的调制,并通过天线发送给阅读器;
复位电路设置为低电平保持电路,使数字芯片稳定工作。
所述电源获取电路还包括整流滤波电路和稳压电路。
所述智能锁控设备还包括指纹/人脸识别模块、无线码片和操作显示屏,实现指纹/人脸数据采集与身份识别,实现操作执行人与监护人双确认的许可授权安全;
智能锁控设备接收压板信息智能管理器下发的操作票序列。
所述压板信息智能管理器还设置有操作人员身份鉴定模块,接收智能锁控设备采集的操作人员指纹信息,所述智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,所述RFID电子标签设置在智能锁控设备上,通过运维手持智能移动终端采集智能锁控设备中的RFID编码作为第一确认信号,通过压板信息智能管理器采集操作人员的指纹作为第二确认信号;
保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开。
一种变电站二次压板智能运维及防误管控方法,包括如下步骤:
步骤一:现场检修操作时,运维手持智能移动终端采集智能锁控设备中的RFID编码作为第一确认信号;
智能锁控设备现场采集工作人员的指纹或人脸,并与后台系统中的工作人员身份信息数据库进行实时验证,通过指纹或人脸识别进行工作人员身份鉴定,作为第二确认信号;
步骤二:保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开;
步骤三:对于已授权锁具的操作人员进行检修操作,运维手持智能移动终端接收到压板信息智能管理器下发的操作票序列时,二次设备所在屏柜可设置检修状态,将会点亮对应保护屏柜的电子显示屏,显示“置检修”,从而实现操作对象所在保护屏柜的自锁定,提示运维人员操作正确的设备;
检修完毕恢复时,通过手持智能终端对压板状态进行图像采集并就地自动校对验收,与检修前二次压板运行状态对比,状态变化的二次压板给出报警提示;“置检修”状态超过设置时间时,给出报警提示。
在步骤一进行操作人员授权之前,首先需要在后台系统进行任务编辑,自动匹配作业任务单中操作对象的RFID编码,并经过相关管理人员审批后,将从作业任务操作工单中提取的操作对象ID、作业时间范围、操作人员身份信息数据通过压板信息智能管理器下发到智能锁控设备,同时,后台系统通过无线通信的方式向运维手持智能移动终端发送作业任务单和操作人员授权信息。
所述步骤一中还允许作业人员根据现场工作的实际情况,在线向管理人员发送开锁申请,经管理人员核实审批后,对开锁申请进行远程授权,以保证紧急情况下支持特定权限的人员通过远程授权解锁后实现单人操作功能。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为:本发明提供的基于智能锁控管理设备和RFID智能电子标签,实现保护屏柜和操作对象的自锁定、操作执行人与监护人“双确认”的许可授权安措,基于多维信息构建远方许可、远程监护、检修人员操作、设备巡检与状态确认协同作业模式,能够帮助运维人员及时、准确、规范地进行操作,实现对硬压板投退操作执行流程的规范化管理和操作前后的自适应数字化防误校验,提高安全保障,降低工作强度。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明:
图1为本发明系统的结构示意图;
图2为本发明的电子标签空中接口电路的结构示意图;
图3为本发明压板信息智能管理器的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示,本发明一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,包括智能锁控设备、压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端、运维管理服务器及后台系统,所述智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,所述智能锁控设备设置有无源电子标签,其中无源电子标签设置在电子标签载体上,电子标签载体通过第一接口I1与压板信息智能管理器相连,读取或写入电子标签数据信息;
所述压板信息智能管理器通过第二接口I2与运维手持智能移动终端相连,所述压板信息智能管理器还通过第三接口I3与运维管理服务器相连,所述压板智能管理器采集、存储、下载和上传无源电子标签上的数据信息,对压板上的无源电子标签信息进行读写和智能化管理、作业任务工单的下载与作业对象的自动匹配、通过RFID定位指引现场操作;
所述运维手持智能移动终端通过第四接口I4与运维管理服务器相连,所述运维手持智能移动终端通过无线专网与运维管理服务器交互,获取二次设备就地操作任务,浏览设备位置部署信息,作业任务单中操作对象所在屏柜位置导航指引;通过在就地二次设备旁读取智能锁控设备的电子标签识别预操作设备,判断是否为当前操作设备;采集二次压板的状态,与正常保护运行方式的状态进行全方位的比对,自动生成核对结果,完成二次物理回路压板投退状态的就地精准识别与自动校核,并将校核结果上传给运维管理后台系统。
所述无源电子标签包括电子标签天线和非接触式的RFID电子标签,其中RFID电子标签设置在每一面保护屏柜以及屏柜中的每一个压板上,RFID电子标签中写入压板的名称、状态、变位记录信息,RFID电子标签模块上有受压板信息智能管理器控制的指示灯,以实现操作对象的定位锁定,可为检修人员提供操作指引提示和异常变位告警提示。
所述压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端上均设置有与非接触式的电子标签进行通信的接收、发射信号的天线,其中压板信息智能管理器集成有阅读器。
所述无源电子标签载体内部集成有空中接口电路,所述空中接口电路通过从无线传输信号中提取能量、数字信号、时序,将外接天线和数字控制电路、存储电路联系起来,它包含电源获取电路、时钟提取电路、解调电路、调制电路和复位电路;
其中电源获取电路负责从射频信号中提取出稳定的电能,供电子标签执行命令和存储数据用;
时钟提取电路负责从射频信号中提取出频率稳定的脉冲信号,供数字电路、存储电路和加密芯片使用;
解调电路负责载波和基带信号相分离,并把基带信号送入数字电路;
调制电路负责电子标签反馈到阅读器的数字信号与副载波的调制,并通过天线发送给阅读器;
复位电路设置为低电平保持电路,使数字芯片稳定工作。
所述电源获取电路还包括整流滤波电路和稳压电路。
所述智能锁控设备还包括指纹/人脸识别模块、无线码片和操作显示屏,实现指纹/人脸数据采集与身份识别,实现操作执行人与监护人双确认的许可授权安全;
智能锁控设备接收压板信息智能管理器下发的操作票序列。
所述压板信息智能管理器还设置有操作人员身份鉴定模块,接收智能锁控设备采集的操作人员指纹信息,所述智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,所述RFID电子标签设置在智能锁控设备上,通过运维手持智能移动终端采集智能锁控设备中的RFID编码作为第一确认信号,通过压板信息智能管理器采集操作人员的指纹作为第二确认信号;
保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开。
一种变电站二次压板智能运维及防误管控方法,包括如下步骤:
步骤一:现场检修操作时,运维手持智能移动终端采集智能锁控设备中的RFID编码作为第一确认信号;
智能锁控设备现场采集工作人员的指纹或人脸,并与后台系统中的工作人员身份信息数据库进行实时验证,通过指纹或人脸识别进行工作人员身份鉴定,作为第二确认信号;
步骤二:保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开;
步骤三:对于已授权锁具的操作人员进行检修操作,运维手持智能移动终端接收到压板信息智能管理器下发的操作票序列时,二次设备所在屏柜可设置检修状态,将会点亮对应保护屏柜的电子显示屏,显示“置检修”,从而实现操作对象所在保护屏柜的自锁定,提示运维人员操作正确的设备;
检修完毕恢复时,通过手持智能终端对压板状态进行图像采集并就地自动校对验收,与检修前二次压板运行状态对比,状态变化的二次压板给出报警提示;“置检修”状态超过设置时间时,给出报警提示。
在步骤一进行操作人员授权之前,首先需要在后台系统进行任务编辑,自动匹配作业任务单中操作对象的RFID编码,并经过相关管理人员审批后,将从作业任务操作工单中提取的操作对象ID、作业时间范围、操作人员身份信息数据通过压板信息智能管理器下发到智能锁控设备,同时,后台系统通过无线通信的方式向运维手持智能移动终端发送作业任务单和操作人员授权信息。
所述步骤一中还允许作业人员根据现场工作的实际情况,在线向管理人员发送开锁申请,经管理人员核实审批后,对开锁申请进行远程授权,以保证紧急情况下支持特定权限的人员通过远程授权解锁后实现单人操作功能。
本发明以变电站二次系统物理回路的保护硬压板为对象,基于人工智能、图像识别和物联网技术,通过对继电保护二次物理回路硬压板的状态采集、变位监测、位置自动核对校验,结合压板定义、压板影响范围,实现二次压板的状态检查、数字化验证与操作预警,形成智能变电站保护压板精益化运维管理的新模式。
本发明通过智能锁控设备和压板信息智能管理器、运维管理服务器、运维手持智能移动终端和后台系统不仅能够实现对二次压板的检修、管理,并且能够实现在对设备检修过程中的二次设备防误锁控,主要涉及RFID技术、身份识别技术、智能移动终端技术等,具有操作人员身份鉴定、权限分级、远方授权、远程开锁、自动匹配作业任务、自动定位锁定提示等功能。本发明的二次压板智能运维管理系统的逻辑架构模型结构如图1所示。
智能锁控设备包括指纹识别模块、RFID电子标签、无线码片以及操作提醒显示屏,并预留与一次设备防误系统对接的电脑钥匙接口,主要完成指纹数据采集与身份识别,实现操作执行人与监护人“双确认”的许可授权安措;接收到压板信息智能管理器下发的操作票序列时,二次设备所在屏柜可设置检修状态,将会点亮对应保护屏柜的电子显示屏,显示“置检修”,从而实现操作对象所在保护屏柜的自锁定,提示运维人员操作正确的设备;检修完毕恢复时,通过手持智能终端对压板状态进行图像采集并就地自动校对验收,与检修前二次压板运行状态对比,状态变化的二次压板给出报警提示;“置检修”状态超过设置时间时,给出报警提示。
压板信息智能管理器主要完成采集、存储、下载和上传电子标签上的数据信息,对压板上的电子标签信息进行读写和智能化管理、作业任务工单的下载与作业对象的自动匹配、通过RFID定位指引现场操作等功能。其组成如图3所示。
压板信息智能管理器实现对一面保护屏柜内所有压板的物理RFID编码、数据采集和信息集中管理,不受压板数量、压板间距影响。可以对压板电子标签上的信息进行唯一识别,实现压板信息、位置状态的自动读写、存储,可视化检修操作指引、校准结果异常警示等智能化功能。压板信息智能管理器适用于不同类型的压板,只需要根据压板类型配置不同的RFID电子标签RFID电子标签即可(连片式压板一种、线簧式压板一种)。
二次系统物理回路中的硬压板一般有两种,分别是连片式压板和线簧式压板。由于连片式压板和线簧式压板形状不同,因此需要针对不同形状、不同类型的压板所需用到的RFID电子标签及其安装方式进行设计,使其能够适用于不同类型的压板。连片式压板的RFID电子标签采用卡装的方式完成,线簧式压板的RFID电子标签采用粘贴的方式完成。
压板信息智能管理器具有作业任务单自动匹配功能,保护屏柜和操作对象的自动定位锁定主要依据智能运维管理和防误管控系统从作业任务操作工单中提取的操作对象ID、作业时间范围等数据。当在防误管控系统中模拟后,智能运维管理系统会将作业任务单下发到压板信息管理器,下发操作提示信息到现场进行操作,需要操作的压板指示灯被点亮,运维人员根据指示灯情况一目了然的看见需要操作的压板。
同时,压板信息智能管理器还兼具操作人员身份鉴定功能,接收智能锁控装置采集的操作人员指纹信息,与智能锁控装置配合完成操作执行人与监护人“双确认”的许可授权安措,确保现场操作满足安规设备位置“双确认”判别要求,规范执行流程,从技术手段上杜绝二次检修现场的违章现象。
运维手持智能终端是变电站二次回路压板智能运维管理系统中重要的无线感知设备,主要包括以下功能:1) 通过无线专网与智能运维管理系统平台的服务器交互;2) 获取二次设备就地操作任务,浏览设备位置部署信息,作业任务单中操作对象所在屏柜位置导航指引; 3) 通过在就地二次设备旁读取设备RFID识别预操作设备,判断是否为当前操作设备;4) 采集二次压板的状态,与正常保护运行方式的状态进行全方位的比对,自动生成核对结果,完成二次物理回路压板投退状态的就地精准识别与自动校核,并将校核结果上传给智能运维管理系统。
相比于传统的纸质标签,本发明的二次压板智能运维管理系统采用电子芯片记录并管理二次压板的相关信息,智能电子标签技术取代传统纸质标签这一改变,在性能和效率方面比以前将有大幅度的提升。
本发明的电子标签载体主要实现承载电子标签和存储数据信息的功能,通过I1接口与压板信息智能管理器连接,读取或写入电子标签数据信息。需要将每一面保护屏柜以及屏柜中的每一个压板安装RFID电子标签,标签中可写入压板的名称、状态、变位记录等信息,RFID电子标签模块上有受压板信息管理器控制的指示灯,以实现操作对象的定位锁定,可为检修人员提供操作指引提示和异常变位告警提示。
为了与非接触式的电子标签进行通信,集成阅读器功能的压板信息智能管理器和手持移动智能终端必须要有相应的接收和发射信号的天线,天线产生磁通量,磁通量给电子标签提供电源并转换成感应电流实现标签与读卡器之间的通信功能。
空中接口电路负责从无线传输信号中提取能量、数字信号、时序,它将外接天线和数字控制电路、存储电路联系起来,它包含电源获取电路、时钟提取电路、调制解调电路和复位电路,如图2所示。
电源获取电路负责从射频信号中提取出稳定的电能,供电子标签执行命令和存储数据用。时钟提取电路负责从射频信号中提取出频率稳定的脉冲信号,供数字电路、存储电路和加密芯片使用。解调电路负责载波和基带信号相分离,并把基带信号送入数字电路。调制电路负责电子标签反馈到阅读器的数字信号与副载波的调制,并通过天线发送给阅读器。复位电路是为了防止电子标签在上电过程中,因电压不稳引起数字芯片出现逻辑混乱,而设计的低电平保持电路。五大模拟电路相互配合工作。
本发明采用的射频频率对应的波长大概为 22.1m,远比电子标签读写距离大,所以近似的将电子标签读写过程中的电磁场当作交变电磁场,之后通过电路仿真进一步的修正电路参数。电子标签天线感应到交变磁场后产生交变电流,因此需要交流转直流的整流滤波电路电路,整流器为 FWR 全波整流电路,将交流电流转换为直流输出。电容 Cp 进一步的滤除高频交流电,并且作为“电池”存储电能。稳压电路对电压进行限幅和稳压,以防可能出现的高压烧毁后续电路。
本发明二次设备防误锁控以运维管理后台系统为控制中心,在后台系统中进行任务编辑,自动匹配作业任务单中操作对象的RFID编码,并经过相关管理人员审批后,系统将从作业任务操作工单中提取的操作对象ID、作业时间范围、操作人员身份信息等数据通过压板信息管理器下发到智能锁控设备,二次设备所在屏柜智能锁控设备上的电子显示屏被触发点亮,设置并显示为“置检修”检修状态,实现操作对象的自动定位锁定提示和二次安措的自动部署;同时,后台系统通过无线通信的方式(如4G/5G)向运维手持智能移动终端(如手机/PDA)发送作业任务单和操作人员授权信息。
现场检修操作时,运维手持智能移动终端采集智能锁控设备(锁控设备中的RFID电子标签存储对应保护屏柜的相关信息,包括站名、间隔名和设备名等)中的RFID编码作为第一确认信号,第一确认信号应与现场保持一致。为了确保二次压板操作时严格执行操作监护的安全规程,智能锁控设备需现场采集工作人员的指纹,并与后台系统中的工作人员身份信息数据库进行实时验证,通过指纹识别进行工作人员身份鉴定,作为第二确认信号。第二确认信号现场人员应与作业任务操作单上工作人员的身份信息一致,实现操作执行人与监护人“双确认”的许可授权。保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开。同时,允许作业人员根据现场工作的实际情况,在线向管理人员发送开锁申请,经管理人员核实审批后,对开锁申请进行远程授权,以保证紧急情况下支持特定权限的人员通过远程授权解锁后实现单人操作功能。另外,智能锁控设备能够实时记录操作对象、授权的操作人员和监护人员、操作时间等相关信息,方便管理人员对开锁行为进行动态跟踪管理和回溯查询。
本发明的变电站二次回路压板智能运维管理系统,站端配置二次压板防误管理系统,二次压板防误管理系统预留数据接口,后期支持以子系统的方式嵌入到一次防误系统中,可在防误系统上对一次设备与压板进行逻辑编辑,并可以通过防误系统开操作票,将压板的操作与一次设备的操作结合起来,形成完整的一次到二次设备的操作票。通过模拟预演进行规则判断后,将操作票传输至电脑钥匙,运行人员持电脑钥匙到现场进行一次设备和二次压板的操作。
本发明主要从专业管理层面实现二次压板运维检修操作过程中的防误管理,规范化执行流程。试点中站端就地运维操作票由二次压板防误管理系统完成开票,将操作任务通过后台系统服务器下发至运维手持智能终端;同时二次压板防误管理系统通过Comm61850通信模块将解锁的操作对象下发给相应的压板管理器装置。
为实现变电站二次设备的自动识别、自动定位与导航指引,本发明的二次回路压板智能运维及防误管系统需建立智能变电站二次设备空间模型系统,空间模型系统内涵盖站内所有二次设备、所属间隔、设备类型、部署位置、RFID号、GPS定位信息(经纬度)等数据。相关信息可由人工测绘批量导入系统,也可进行人工编辑修改。智能变电站二次设备空间模型的建立可为变电站二次设备物联网提供模型数据库,并充分考虑扩展功能的需求,例如可为设备投运前验收、检修、设备全生命周期管理等功能提供数据模型。
运维人员根据运维手持智能移动终端的提示信息,引导到预操作二次设备前,此时由于后台运维管理系统已将操作任务下发到被操作对象的压板信息管理器上,压板信息管理器接收到操作命令自动点亮二次压板RFID电子标签载体上的LED提示灯。同时,二次压板所在屏柜智能锁控设备上的电子显示屏也被触发点亮,显示“置检修”状态,提示运维人员操作正确的设备。操作过程中仅能解锁当前需操作二次压板所在的保护屏柜,其余屏柜均为闭锁操作状态。
现场开始操作前,运维人员使用运维手持智能移动终端二维码信息,再次确认是否为当前操作设备,完成就地操作设备的确认。然后,智能锁控设备现场采集操作执行人员和监护人员的指纹,确认现场人员身份是否与作业任务操作单上的工作人员身份一致,完成就地操作人员的身份确认。经过就地操作对象和就地操作人员的双重确认后,智能锁控设备授权开锁,保护屏柜门可被打开,允许进行压板投退的操作。
在对站内二次设备进行检修时,二次压板所在保护屏柜可根据作业任务单自动设置检修状态。“置检修”后的区域,屏内二次压板可随意投退,但对二次压板进行投退操作前,后台系统会要求运维人员使用智能手持终端采集二次压板的状态,并将采集图像上传系统;检修完毕恢复时,再次使用智能手持终端采集二次压板的状态,后台系统基于图像识别技术,与检修前二次压板的投退运行状态自动进行对比校验,状态变化的二次压板给出防误报警提示。“置检修”状态超过设置时间时,给出报警提示。
二次压板的定期巡检。后台运维管理系统将二次压板最近一次操作结果的运行状态采集图像,以历史票或典型票的方式分别在压板信息管理器和后台系统服务器的数据库中保存,巡检时智能手持终端采集现场二次压板状态图像后,在上位机管理系统或压板信息管理器将历史票调出,自动进行比对,如果有不符的情况,智能手持终端会自动弹出对话框提醒。
本发明按照变电站安全工作规程,通过二次回路压板智能运维及防误管控系统解决方案,能够及时存储二次压板变位历史记录,与正常保护运行方式的状态进行全方位的比对,完成二次物理回路压板投退状态的就地精准识别与自动校核,并自动生成核对结果报告,实现了二次压板操作前后的自适应数字化防误校验,将压板状态比对由费时的人工复检转变为智能化的自动检查;同时,实现了对二次硬压板投退操作执行流程的规范化管理,通过技术手段解决了二次压板操作在管理上的防误问题,从而有效减少因误操作、漏操作或压板状态不正确造成的设备停运和电网事故。
本发明通过体积小、高精度、可靠的高性能抗干扰RFID无源标签,使二次硬压板的识别准确率达到100%。
本发明综合应用RFID射频识别、指纹/人脸身份识别、工作票文本识别与语义解析(提取工作内容)等多种人工智能识别技术,实现人、物、票的智能自动识别与信息互联,形成科学的管理标准和管理模式,达到管理的智能化、精细化、可视化、可追溯,有效提高公司人员管理、设备管理、作业流程管理的工作质效。
本发明按照变电站安全工作规程,通过二次回路压板智能运维管理和防误管控系统解决方案,能够及时存储二次压板变位历史记录,与正常保护运行方式的状态进行全方位的比对,完成二次物理回路压板投退状态的就地精准识别与自动校核,并自动生成核对结果报告,实现了二次压板操作前后的自适应数字化防误校验,将压板状态比对由费时的人工复检转变为智能化的自动检查;同时,实现了对二次硬压板投退操作执行流程的规范化管理,通过技术手段解决了二次压板操作在管理上的防误问题,从而有效减少因误操作、漏操作或压板状态不正确造成的设备停运和电网事故。
本发明针对变电站二次系统物理回路运维存在的诸多安全隐患和信息化支撑手段不足的问题,研究继电保护安措警示与移动运维系统解决方案,实现二次回路硬压板状态的就地精准识别、压板投退状态的自动校对、异常变位报警、二次安措部署等功能,能够大幅减少无效劳动,降低误操作风险,提升现场运行维护、检修作业和专业管理水平,促进智能化运维体系建设,有助于提高变电站运行的安全性和可靠性。
本发明集成LED的RFID智能电子标签,能够实现保护屏柜和操作对象的自锁定,解决了变电站二次回路压板状态数据的采集及状态监测困难、人工巡检工作量大和误操作等问题,大幅提升了智能站运维的工作效率,变电站运维周期明显缩短;同时,降低了误操作风险,提升了现场运行维护、检修作业和专业管理水平。
本发明基于身份识别的授权锁控技术,具有操作人员身份鉴定、权限分级、远方授权、远程开锁、自动匹配作业任务(时间、范围、流程)等功能,建立智能变电站二次设备及操作对象自动锁定机制,实现就地操作中操作对象的双重确认与强制闭锁。基于多维信息构建远方许可、远程监护、检修人员操作、设备巡检与状态确认协同作业模式,能够帮助运维人员及时、准确、规范地进行操作,实现对硬压板投退操作执行流程的规范化管理和操作前后的自适应数字化防误校验,提高安全保障,降低工作强度。实现了研制开发继电保护保护屏柜的安措警示管理设备,
关于本发明具体结构需要说明的是,本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的,除实施例中特殊说明的以外,其特定的连接关系可以带来相应的技术效果,并基于不依赖相应软件程序执行的前提下,解决本发明提出的技术问题,本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外,均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术,无需赘述,使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的,并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,包括智能锁控设备、压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端、运维管理服务器及后台系统,其特征在于:所述智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,所述智能锁控设备设置有无源电子标签,其中无源电子标签设置在电子标签载体上,电子标签载体通过第一接口I1与压板信息智能管理器相连,读取或写入电子标签数据信息;
所述压板信息智能管理器通过第二接口I2与运维手持智能移动终端相连,所述压板信息智能管理器还通过第三接口I3与运维管理服务器相连,所述压板智能管理器采集、存储、下载和上传无源电子标签上的数据信息,对压板上的无源电子标签信息进行读写和智能化管理、作业任务工单的下载与作业对象的自动匹配、通过RFID定位指引现场操作;
所述运维手持智能移动终端通过第四接口I4与运维管理服务器相连,所述运维手持智能移动终端通过无线专网与运维管理服务器交互,获取二次设备就地操作任务,浏览设备位置部署信息,作业任务单中操作对象所在屏柜位置导航指引;通过在就地二次设备旁读取智能锁控设备的电子标签识别预操作设备,判断是否为当前操作设备;采集二次压板的状态,与正常保护运行方式的状态进行全方位的比对,自动生成核对结果,完成二次物理回路压板投退状态的就地精准识别与自动校核,并将校核结果上传给运维管理后台系统。
2.根据权利要求1所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,其特征在于:所述无源电子标签包括电子标签天线和非接触式的RFID电子标签,其中RFID电子标签设置在每一面保护屏柜以及屏柜中的每一个压板上,RFID电子标签中写入压板的名称、状态、变位记录信息,RFID电子标签模块上有受压板信息智能管理器控制的指示灯,以实现操作对象的定位锁定,可为检修人员提供操作指引提示和异常变位告警提示。
3.根据权利要求2所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,其特征在于:所述压板信息智能管理器、运维手持智能移动终端上均设置有与非接触式的电子标签进行通信的接收、发射信号的天线,其中压板信息智能管理器集成有阅读器。
4.根据权利要求2所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,其特征在于:所述无源电子标签载体内部集成有空中接口电路,所述空中接口电路通过从无线传输信号中提取能量、数字信号、时序,将外接天线和数字控制电路、存储电路联系起来,它包含电源获取电路、时钟提取电路、解调电路、调制电路和复位电路;
其中电源获取电路负责从射频信号中提取出稳定的电能,供电子标签执行命令和存储数据用;
时钟提取电路负责从射频信号中提取出频率稳定的脉冲信号,供数字电路、存储电路和加密芯片使用;
解调电路负责载波和基带信号相分离,并把基带信号送入数字电路;
调制电路负责电子标签反馈到阅读器的数字信号与副载波的调制,并通过天线发送给阅读器;
复位电路设置为低电平保持电路,使数字芯片稳定工作。
5.根据权利要求4所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,其特征在于:所述电源获取电路还包括整流滤波电路和稳压电路。
6.根据权利要求1所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,其特征在于:所述智能锁控设备还包括指纹/人脸识别模块、无线码片和操作显示屏,实现指纹/人脸数据采集与身份识别,实现操作执行人与监护人双确认的许可授权安全;
智能锁控设备接收压板信息智能管理器下发的操作票序列。
7.根据权利要求6所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控系统,其特征在于:所述压板信息智能管理器还设置有操作人员身份鉴定模块,接收智能锁控设备采集的操作人员指纹信息,所述智能锁控设备设置在二次设备的保护屏柜上,所述RFID电子标签设置在智能锁控设备上,通过运维手持智能移动终端采集智能锁控设备中的RFID编码作为第一确认信号,通过压板信息智能管理器采集操作人员的指纹作为第二确认信号;
保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开。
8.一种变电站二次压板智能运维及防误管控方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:现场检修操作时,运维手持智能移动终端采集智能锁控设备中的RFID编码作为第一确认信号;
智能锁控设备现场采集工作人员的指纹或人脸,并与后台系统中的工作人员身份信息数据库进行实时验证,通过指纹或人脸识别进行工作人员身份鉴定,作为第二确认信号;
步骤二:保护屏柜上的智能锁控设备接收到后台系统反馈的第一确认信号和第二确认信号授权信息后才能打开指定保护屏柜的已授权锁具,对于未经授权的锁具,则无法打开;
步骤三:对于已授权锁具的操作人员进行检修操作,运维手持智能移动终端接收到压板信息智能管理器下发的操作票序列时,二次设备所在屏柜可设置检修状态,将会点亮对应保护屏柜的电子显示屏,显示“置检修”,从而实现操作对象所在保护屏柜的自锁定,提示运维人员操作正确的设备;
检修完毕恢复时,通过手持智能终端对压板状态进行图像采集并就地自动校对验收,与检修前二次压板运行状态对比,状态变化的二次压板给出报警提示;“置检修”状态超过设置时间时,给出报警提示。
9.根据权利要求8所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控方法,其特征在于:在步骤一进行操作人员授权之前,首先需要在后台系统进行任务编辑,自动匹配作业任务单中操作对象的RFID编码,并经过相关管理人员审批后,将从作业任务操作工单中提取的操作对象ID、作业时间范围、操作人员身份信息数据通过压板信息智能管理器下发到智能锁控设备,同时,后台系统通过无线通信的方式向运维手持智能移动终端发送作业任务单和操作人员授权信息。
10.根据权利要求8所述的一种变电站二次压板智能运维及防误管控方法,其特征在于:所述步骤一中还允许作业人员根据现场工作的实际情况,在线向管理人员发送开锁申请,经管理人员核实审批后,对开锁申请进行远程授权,以保证紧急情况下支持特定权限的人员通过远程授权解锁后实现单人操作功能。
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