一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法及系统

技术领域

本发明涉及电气和物联网的技术领域，尤其涉及一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法及系统。

背景技术

目前国内电网企业主要是通过“工作票+现场安全隔离措施”的管理手段来确保检修现场作业安全，但通过现有的管理手段管理变电站检修作业时，存在以下安全隐患：工作票中的安全措施危险源隔离只采取了断电挂牌或加隔离围栏的方式，对危险源的隔离无强制闭锁手段限制；工作票的安全措施交底和安全隔离措施布置依赖工作负责人的责任心和技术水平，主观性较强，缺少对技术措施进行刚性约束；检修期间，隔离措施中设备的操作权限仅掌握在工作负责人手中，存在单方面改变安全措施，向检修区域误送电的可能性，没有对这些设备的操作权进行约束；工作票采取“一工作一票”方式，对多工作面的交叉检修作业缺乏有效的管理手段，存在误向检修区域送电的可能性。

由于主要通过管理手段来确保检修区域及检修人员的安全，缺乏刚性技术措施制约，一旦人员误动改变安全措施或多班组交叉作业时，组织不当，都可能导致误操作事故的发生。近年来，检修人员有意或无意改变安全措施，运行人员误操作，导致向检修区域送电的事故时有发生。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法，能够使得现场检修、维护等工作安全环节得到有效管控。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，通过微机五防系统生成电气二次设备的布防、撤防操作任务，以及随机开锁、指定开锁授权任务；通过通讯适配器将所述任务传输至智能电脑钥匙，并通过所述智能电脑钥匙对智能锁具和隔离锁具进行管控；通过所述智能锁具和隔离锁具对电气二次设备进行隔离闭锁操作。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的一种优选方案，其中：所述智能电脑钥匙包括，通过无线采码方式识别所述智能锁具和隔离锁具。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的一种优选方案，其中：所述智能锁具和隔离锁具包括，通过NB-Iot接口与物联云平台进行操作数据交互。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的一种优选方案，其中：所述闭锁操作包括，在检修期间开启所述二次设备的箱、屏、柜门，并采用所述隔离锁具对暴露在外的空开、压板进行阶段性闭锁管理；在非检修期间采用带标识牌的智能锁具对所述电气二次设备的箱、屏、柜门进行闭锁管理。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的一种优选方案，其中：所述智能电脑钥匙包括，智能检修电脑钥匙：对二次设备的布防、撤防开锁和日常运维的辅助类设备进行开锁操作；智能锁具电脑钥匙：在所述二次设备运维期间，获取接触闭锁授权后开启所述智能锁具。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的一种优选方案，其中：所述智能锁具还包括，内部设置有防撞电子标签和统一的物理操作接口。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的一种优选方案，其中：所述防撞电子标签包括，基于二进制搜索策略，构建防撞电子标签模型：

其中，N为搜索次数，S为搜索命令，i为更新速度。

作为本发明所述的基于物联网的220kv变电站检修隔离管控系统的一种优选方案，其中：隔离闭锁模块，用于存储需隔离闭锁的二次设备信息和选择闭锁设备；智能锁具与所述隔离闭锁模块连接，其用于电气二次设备的箱、屏、柜门的闭锁管理；隔离锁具与所述隔离闭锁模块连接，其用于所述闭锁设备的阶段性闭锁管理；微防模块与所述智能锁具和所述隔离锁具连接，其用于生成布防任务和撤防任务；智能电脑钥匙与所述微防模块连接，其用于接收所述微防模块的任务和向现场工作人员提供闭锁操作信息，所述智能电脑钥匙包括智能检修电脑钥匙、智能锁具电脑钥匙。

本发明的有益效果：通过物联网智能锁具实现对检修作业周边设备的隔离闭锁，有效防止检修作业人员误操作隔离设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法的流程示意图；

图2为本发明第二个实施例所述的一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控系统的模块结构示意图；

图3为本发明第二个实施例所述的一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控系统的网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控方法，包括：

S1：通过微机五防系统生成电气二次设备的布防、撤防操作任务，以及随机开锁、指定开锁授权任务。

S2：通过通讯适配器将任务传输至智能电脑钥匙，并通过智能钥匙对智能锁具和隔离锁具进行管控。

智能电脑钥匙包括智能检修电脑钥匙和智能锁具电脑钥匙；智能钥匙通过射频识别技术对智能锁具和隔离锁具进行识别，在识别完成时对其进行管控。

具体的，智能检修电脑钥匙可进行检修作业隔离面二次设备的布防、撤防开锁和日常运维的辅助类设备开锁操作；智能锁具电脑钥匙可在运维期间，经过授权开启站内智能锁具。

S3：通过智能锁具和隔离锁具对电气二次设备进行隔离闭锁操作。

智能锁具定义为常驻锁具，其内部设置有防撞电子标签和统一的物理操作接口，且智能锁具安装于闭锁设备，且与闭锁设备永久保持一一对应关系；隔离锁具定义为临时锁具，仅在检修作业阶段与某一设备建立对应关系。

防撞电子标签的数学模型如下：

其中，N为搜索次数，S为搜索命令，i为更新速度。

通过优化电子标签减少了查询标签次数和提高了标签的识别速率。

具体的，对应关系如下表所示。

表1：设备闭锁类型与锁具对应关系表。

闭锁操作的步骤如下：

首先，采用带标识牌的智能锁具对电气二次设备的箱/屏/柜门进行闭锁管理，确保在箱/屏/柜门未被授权打开的情况下，电气二次设备不会存在被误碰、误操作的风险；其次，对于检修期间，需要开启箱/屏/柜门，但对暴露在外的空开、压板等二次设备，采用隔离锁具对其实现阶段性闭锁管理。

较佳的，智能锁具和隔离锁具通过NB-Iot接口与物联云平台进行操作数据交互，以便于工作人员能更好地了解现场电气二次设备的实时状况，提高检修隔离的操作效率。

为了对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择传统的检修方法和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。

传统的检修方法对危险源隔离只采取了断电挂牌或加隔离围栏的方式，且对危险源的隔离无强制闭锁手段限制；对危险源缺乏有效的管理手段，存在误向检修区域送电的可能性，处理时间较长。

为验证本方法相对传统方法具有较高检修隔离效率，本实施例中将采用传统的检修方法和本方法分别对机构箱进行检修隔离对比。

在变电站分别利用传统的检修方法和本方法对机构箱进行检测，同时记录检修时间和隔离时间，结果如下表所示。

表2：分别采用传统的检修方法和本方法对机构箱的检修隔离结果对比表。

由上表可见，本方法相较于传统的检修方法缩短了整个检修过程的时间，效率提升了83％。

实施例2

参照图2～图3，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于物联网的220kv变电站检修隔离管控系统，包括，

隔离闭锁模块100，用于存储需隔离闭锁的二次设备信息和选择闭锁设备，其由电脑单片机和大容量存储器组成。

智能锁具200与隔离闭锁模块100连接，其用于电气二次设备的箱、屏、柜门的闭锁管理。

隔离锁具300与隔离闭锁模块100连接，其用于闭锁设备的阶段性闭锁管理。

需要说明的是，智能锁具200和隔离锁具300内置全球唯一ID身份信息，且均具备统一的操作接口，可与物联网云平台实现数据交换。

微防模块400与智能锁具200和隔离锁具300连接，用于生成布防任务和撤防任务。具体的，微防模块400由服务器、客户端、工控机、接地线、地线柜和地线显示模拟屏组成。

智能电脑钥匙500与微防模块400连接，其用于接收微防模块400的任务和向现场工作人员提供闭锁操作信息，智能电脑钥匙500包括智能检修电脑钥匙501、智能锁具电脑钥匙502；较佳的是，智能锁具电脑钥匙502可在运维期间，经过授权开启站内智能锁具200，智能锁具电脑钥匙502存放了所有的锁具信息，具备权限管理功能，可自动记录开锁全过程和实现运维开锁时智能锁具电脑钥匙不能开启布防锁具。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。