一種變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)。包括地線監(jiān)控端、地線管理器、GSM通訊模塊、防誤閉鎖模塊、監(jiān)控中心和電子鑰匙；地線監(jiān)控端與地線裝置及地線管理器相連；地線管理器與GSM通訊模塊連接，并通過GSM通訊模塊與防誤閉鎖模塊建立連接；防誤閉鎖模塊與監(jiān)控中心相連；電子鑰匙以短距無線的方式與防誤閉鎖模塊或地線監(jiān)控端相連，其從防誤閉鎖模塊接收電子傳票及相關(guān)信息，并將其傳送給地線監(jiān)控端，以實現(xiàn)規(guī)定操作的下達和認證。本發(fā)明的有益效果是：對不同型號、不同類別的地線采用唯一編碼，實時顯示地線使用狀態(tài)；實現(xiàn)遠端通信解鎖與本地電腦鑰匙解鎖，管理地線數(shù)量具有可配置性，可獨立運行也可以與五防裝置聯(lián)機使用；安全可靠性高。
【專利說明】一種變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力輸變電【技術(shù)領域】，特別是涉及一種變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電力系統(tǒng)規(guī)模越來越大，電壓等級也越來越高，電氣誤操作事故會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大影響，造成大面積停電、設備損壞、電網(wǎng)振蕩的嚴重后果。我國在1990年就提出了電氣設備的“五防”要求，并以法規(guī)形式(能源安保[1990] 1110號文)行文規(guī)定了電氣防誤的管理、運行、設計和使用原則?！拔宸馈笔侵阜乐箮ж摵烧`拉、誤合隔離開關(guān)；防止誤拉、誤合斷路器；防止帶地線或接地閘刀合閘；防止帶電掛接地線或合接地閘刀；防止誤入帶電間隔。電氣“五防”功能的實現(xiàn)成了電力安全生產(chǎn)的重要措施之一，防誤裝置的設計原則是:凡有可能引起誤操作的高壓電氣設備，均應裝設防誤裝置和相應的防誤電氣閉鎖回路。常用的防誤閉鎖方式有電磁閉鎖、電氣邏輯閉鎖、機械閉鎖、微機閉鎖；但這幾種防誤閉鎖方式多存在輔助設備切換開關(guān)密封不嚴、切換不到位；位置精度無法保證、需要大量輔助設備，投資巨大的缺點。而且，變電站對臨時地線管理的水平較低，一般只是將臨時地線掛到工具室；許多變電站雖然采用了相應的防誤閉鎖裝置，這些裝置的運行為電力生產(chǎn)的安全提供了有力的保障，但是，這些防誤閉鎖裝置并沒有將臨時接地線的使用有效地管理起來，臨時地線存在使用混亂的情況，全國因地線使用不規(guī)范引起的事故時有發(fā)生。據(jù)國網(wǎng)公司統(tǒng)計，與臨時地線有關(guān)的電氣誤操作事故占誤操作事故總數(shù)的60%，但目前尚無較為完善的臨時地線防誤閉鎖裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)包括:地線監(jiān)控端、地線管理器、GSM通訊模塊、防誤閉鎖模塊、監(jiān)控中心和電子鑰匙；其中:地線監(jiān)控端為安裝在變電站內(nèi)地線裝置附近的地線裝置監(jiān)視器，用于采集、核對地線裝置相關(guān)信息，并傳輸給地線管理器，其與地線裝置及地線管理器相連接；
[0005]地線管理器為安裝在變電站內(nèi)的地線裝置管理控制器，其與GSM通訊模塊連接，并通過GSM通訊模塊與防誤閉鎖模塊建立連接；
[0006]防誤閉鎖模塊為設置在工具間內(nèi)的接地裝置閉鎖控制裝置，其與監(jiān)控中心相連接，用于實現(xiàn)電子傳票下發(fā)和對放置在工具間內(nèi)的地線裝置進行閉鎖和解鎖等操作；
[0007]監(jiān)控中心為人互交互平臺，操作人員通過監(jiān)控中心對地線裝置進行管理和控制；
[0008]電子鑰匙為移動掌上電子裝置，其以短距無線的方式與防誤閉鎖模塊或地線監(jiān)控端相連接，其從防誤閉鎖模塊接收電子傳票及相關(guān)信息，并將其傳送給地線監(jiān)控端，以實現(xiàn)規(guī)定操作的下達和認證。[0009]所述的地線裝置包括:編碼鎖、鎖銷、地線樁、地線頭、閉鎖盒和驗電器。
[0010]所述的地線監(jiān)控端包括控制器芯片、電平轉(zhuǎn)換電路、工作開關(guān)、無線通信模塊、存儲器、開關(guān)量采集端口和電源模塊；電平轉(zhuǎn)換電路、工作開關(guān)、無線通信模塊、存儲器、開關(guān)量采集端口和電源模塊分別與控制器芯片連接；電源模塊為地線監(jiān)控端提供5V直流電源；電平轉(zhuǎn)換電路為地線管理器和地線監(jiān)控端的設備提供轉(zhuǎn)換接口 ；開關(guān)量采集端口與地線裝置的六組數(shù)據(jù)線連接，實時采集地線裝置的上下線信號，同時操作人員通過這個串口將事先設置的參數(shù)寫入到地線監(jiān)控端的存儲器中；工作開關(guān)用來控制信息量的發(fā)送，只有打開工作開關(guān)后，無線通信模塊才能開始工作；控制器芯片對存儲器和采入開關(guān)量數(shù)據(jù)進行識另U、整理。
[0011]在地線監(jiān)控端中，所述的的控制器芯片為LPC2124，存儲器為E2PROM存儲器。
[0012]所述的GSM通訊模塊與地線管理器通過RS232接口相連接。
[0013]所述的防誤閉鎖模塊包括控制器、閉鎖栓和動作繼電器，閉鎖栓與控制器上的動作繼電器連接，控制器通過與其輸出接口相連接的繼電器控制閉鎖栓。
[0014]所述的防誤閉鎖模塊內(nèi)部設有短距無線通信模塊，其與防誤閉鎖模塊內(nèi)部的控制器相連接，用于與電子鑰匙實現(xiàn)無線連接。
[0015]所述的防誤閉鎖模塊內(nèi)部設有GSM模塊，其與防誤閉鎖模塊內(nèi)部的控制器相連接，用于與GSM通訊模塊實現(xiàn)無線連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、對不同型號、不同類別的地線采用唯一編碼，實時顯示地線的使用狀態(tài)；
[0018]2、實現(xiàn)遠端通信解鎖與本地電腦鑰匙解鎖，管理地線數(shù)量具有可配置性，可獨立運行也可以與五防裝置聯(lián)機使用；
[0019]3、提供地線使用記錄查詢，提供多種通信方式向上位機提供地線狀態(tài)信息，實現(xiàn)指定地線掛到指定的地線樁上，操作完畢后保證地線從線路上拆下來，對電站檢修安全和操作人員安全具有重要的作用和意義；
[0020]4、安全可靠性高，建立在無線通信技術(shù)基礎上，相對于電感、電容元件，打破了諧波的參數(shù)匹配關(guān)系，減少了信號干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的地線監(jiān)測端結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中，1、編碼鎖；2、鎖銷；3、地線樁；4、地線頭；5、閉鎖盒；6、驗電器；7、地線監(jiān)控端；8、地線管理器；9、無線通訊模塊；10、防誤閉鎖模塊；11、監(jiān)控中心；12、電子鑰匙；13、控制器芯片；14、電平轉(zhuǎn)換電路；15、工作開關(guān)；16、無線通信模塊；17、存儲器；18、開關(guān)量采集端口 ； 19、電源模塊。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)進行詳細說明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)包括:地線監(jiān)控端7、地線管理器8、GSM通訊模塊9、防誤閉鎖模塊10、監(jiān)控中心11和電子鑰匙12 ;其中:地線監(jiān)控端7為安裝在變電站內(nèi)地線裝置附近的地線裝置監(jiān)視器，用于采集、核對地線裝置相關(guān)信息，并傳輸給地線管理器8，其與地線裝置及地線管理器8相連接；
[0026]地線管理器8為安裝在變電站內(nèi)的地線裝置管理控制器，其與GSM通訊模塊9連接，并通過GSM通訊模塊9與防誤閉鎖模塊10建立連接；
[0027]防誤閉鎖模塊10為設置在工具間內(nèi)的接地裝置閉鎖控制裝置，其與監(jiān)控中心11相連接，用于實現(xiàn)電子傳票下發(fā)和對放置在工具間內(nèi)的地線裝置進行閉鎖和解鎖等操作；
[0028]監(jiān)控中心11為人互交互平臺，操作人員通過監(jiān)控中心11對地線裝置進行管理和控制；
[0029]電子鑰匙12為移動掌上電子裝置，其以短距無線的方式與防誤閉鎖模塊10或地線監(jiān)控端7相連接，其從防誤閉鎖模塊10接收電子傳票及相關(guān)信息，并將其傳送給地線監(jiān)控端7，以實現(xiàn)規(guī)定操作的下達和認證。
[0030]所述的地線裝置包括:編碼鎖1、鎖銷2、地線樁3、地線頭4、閉鎖盒5和驗電器6 ；
[0031]編碼鎖I用于控制斷路器、電動隔離開關(guān)和電動接地刀閘的電氣操作回路的閉鎖，設置于斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的操作回路中；
[0032]鎖銷2為用于固定隔離開關(guān)的閉鎖機構(gòu)，安裝在閉鎖機構(gòu)上；
[0033]地線樁3用于固定、整理臨時接地線，設置于臨時接地線的旁邊；
[0034]地線頭4用于連接臨時接地線，連接于臨時接地線上；
[0035]閉鎖盒5用于開關(guān)、按鈕的電氣操作回路的閉鎖，設置于開關(guān)、按鈕的操作回路中；
[0036]驗電器6用于檢驗臨時接地線是否漏電、帶電，設置于臨時接地線上。
[0037]所述的地線樁3有唯一的ID編碼，區(qū)別于其他接地裝置。
[0038]所述地線監(jiān)控端7距離地線裝置位置不大于地線監(jiān)控端7的監(jiān)測范圍。
[0039]如圖2所示，所述的地線監(jiān)控端7包括控制器芯片13、電平轉(zhuǎn)換電路14、工作開關(guān)15、無線通信模塊16、存儲器17、開關(guān)量采集端口 18和電源模塊19 ;電平轉(zhuǎn)換電路14、工作開關(guān)15、無線通信模塊16、存儲器17、開關(guān)量采集端口 18和電源模塊19分別與控制器芯片13連接；電源模塊19為地線監(jiān)控端7提供5V直流電源；電平轉(zhuǎn)換電路14為地線管理器8和地線監(jiān)控端7的設備提供轉(zhuǎn)換接口 ；開關(guān)量采集端口 18與地線裝置的六組數(shù)據(jù)線連接，實時采集地線裝置的上下線信號，同時操作人員可通過這個串口將事先設置的參數(shù)寫入到地線監(jiān)控端7的存儲器17中；工作開關(guān)15用來控制信息量的發(fā)送，只有打開工作開關(guān)15后，無線通信模塊16才能開始工作；控制器芯片13對存儲器17和采入開關(guān)量數(shù)據(jù)進行識另U、整理。
[0040]在地線監(jiān)控端7中，所述的的控制器芯片13為LPC2124，所述的存儲器17為E2PR0M存儲器。
[0041]所述的GSM通訊模塊9與地線管理器8通過RS232接口相連接。
[0042]所述的GSM通訊模塊9具有短消息服務(SMS)功能，一次可以傳輸140byte的數(shù)據(jù)。當?shù)鼐€監(jiān)控端7搜索到電子鑰匙12時，通過地線管理器8和GSM通訊模塊9向個人通訊設備(如手機)發(fā)送短信，通知相關(guān)工作人員。
[0043]所述的防誤閉鎖模塊10可以安裝在工具室的墻壁上或地線裝置柜內(nèi)。當監(jiān)控中心11授權(quán)后，可將地線裝置閉鎖或?qū)⒁验]鎖的地線裝置解鎖，從而實現(xiàn)地線裝置的閉鎖與解鎖功能。
[0044]所述的防誤閉鎖模塊10包括控制器、閉鎖栓和動作繼電器，閉鎖栓與控制器上的動作繼電器連接，控制器通過與其輸出接口相連接的繼電器控制閉鎖栓。
[0045]所述的防誤閉鎖模塊10內(nèi)部設有短距無線通信模塊，其與防誤閉鎖模塊10內(nèi)部的控制器相連接，用于與電子鑰匙12實現(xiàn)無線連接。
[0046]所述的防誤閉鎖模塊10內(nèi)部設有GSM模塊，其與防誤閉鎖模塊10內(nèi)部的控制器相連接，用于與GSM通訊模塊9實現(xiàn)無線連接。
[0047]在防誤閉鎖模塊10中，所述的閉鎖栓是通過對變電站設備刀閘進行簡單改造，在不影響刀閘開關(guān)機構(gòu)操作的情況下，增加的一個閉鎖裝置，該閉鎖栓與控制器上的動作繼電器相連接，當控制器接到從監(jiān)控中心11或地線管理器8發(fā)出的閉鎖信號時，將輸出給動作繼電器一個“I”的信號，閉鎖栓就將刀閘鎖定住，直到整個地線裝置檢修完畢，閉鎖栓才能打開；防誤閉鎖模塊10是將所有地線監(jiān)測端7監(jiān)測的信息都接收到，然后對接收的信息進行分析判斷，當判斷所有的地線裝置都摘除后，發(fā)出開鎖命令給控制器，解除鎖定。
[0048]在監(jiān)控中心11，操作人員能通過上位機監(jiān)測界面來查詢檢修狀態(tài)和結(jié)果，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢、打印、備份、刪除及圖形生成等功能。
[0049]本發(fā)明提供的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)的使用方法為:每根需要管理的地線裝置上安裝有地線識別與閉鎖附件，該附件上安裝有無線碼片，而每個編碼鎖上安裝有無線碼片識別電路和閉鎖機構(gòu)，當安裝在地線裝置上的附件掛到防誤閉鎖模塊指定的卡位上時，編碼鎖上的無線碼片識別電路將識別到碼值，從而識別地線裝置并能將正確的地線閉鎖；
[0050]地線監(jiān)控端7的工作過程:檢修線路前，工作人員在監(jiān)控中心11的界面上將事先要檢修的地線頭4、地線樁3信息通過RS232接口寫入地線監(jiān)測端7的存儲器17中，打開地線監(jiān)控端7的電源開關(guān)，此時在控制器芯片13的外殼有一個接地線裝置上的數(shù)據(jù)線是否與模塊連接的指示燈，當指示燈變亮證明連接好，此時打開工作開關(guān)15，地線管理器8搜尋到GSM通訊模塊9后，首先地線管理器8通過GSM通訊模塊9發(fā)送出一個啟動報告給監(jiān)控中心11，并通過防誤閉鎖模塊10預設到電子鑰匙12上。檢修開始，線掛接完畢后，當?shù)鼐€監(jiān)控端7的開關(guān)量采集端口 18采集到的開關(guān)量發(fā)生變化時，將開關(guān)量的變化信息以監(jiān)測報告的電子傳票形式通過無線通信模塊16發(fā)送給電子鑰匙12，地線監(jiān)控端7與電子鑰匙12通過無線通訊模塊16連接。當檢修線路完畢拆除地線裝置后，關(guān)閉工作開關(guān)15，地線監(jiān)測端7將相關(guān)信號傳送給地線管理器8，地線管理器8驗證上述信號的正確性，然后通過GSM通訊模塊9發(fā)出一條關(guān)閉報告通知監(jiān)控中心11和相關(guān)工作人員接地線裝置已拆除完畢。
[0051]當有操作任務時，由防誤閉鎖模塊10模擬開票，打印操作票，電子傳票傳輸?shù)诫娮予€匙12 ;同時，地線管理器8將解鎖命令發(fā)送給地線監(jiān)測端7，地線監(jiān)測端7接收到解鎖命令后，解鎖對應閉鎖盒5，操作人員持已接票電子鑰匙12及已解鎖的臨時地線裝置到現(xiàn)場操作。
[0052]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術(shù)人員應該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎上，本領域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:其包括:地線監(jiān)控端(7)、地線管理器(8)、GSM通訊模塊(9)、防誤閉鎖模塊(10)、監(jiān)控中心(11)和電子鑰匙(12);其中:地線監(jiān)控端(7)為安裝在變電站內(nèi)地線裝置附近的地線裝置監(jiān)視器，用于采集、核對地線裝置相關(guān)信息，并傳輸給地線管理器(8 )，其與地線裝置及地線管理器(8 )相連接； 地線管理器(8)為安裝在變電站內(nèi)的地線裝置管理控制器，其與GSM通訊模塊(9)連接，并通過GSM通訊模塊(9)與防誤閉鎖模塊(10)建立連接； 防誤閉鎖模塊(10)為設置在工具間內(nèi)的接地裝置閉鎖控制裝置，其與監(jiān)控中心(11)相連接，用于實現(xiàn)電子傳票下發(fā)和對放置在工具間內(nèi)的地線裝置進行閉鎖和解鎖操作； 監(jiān)控中心(11)為人互交互平臺，操作人員通過監(jiān)控中心(11)對地線裝置進行管理和控制； 電子鑰匙(12)為移動掌上電子裝置，其以短距無線的方式與防誤閉鎖模塊(10)或地線監(jiān)控端(7)相連接，其從防誤閉鎖模塊(10)接收電子傳票及相關(guān)信息，并將其傳送給地線監(jiān)控端(7)，以實現(xiàn)規(guī)定操作的下達和認證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的地線裝置包括:編碼鎖(I)、鎖銷(2)、地線樁(3)、地線頭(4)、閉鎖盒(5)和驗電器(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的地線監(jiān)控端(7)包括控制器芯片(13)、電平轉(zhuǎn)換電路(14)、工作開關(guān)(15)、無線通信模塊(16)、存儲器(17)、開關(guān)量采集端口(18)和電源模塊(19);電平轉(zhuǎn)換電路(14)、工作開關(guān)(15)、無線通信模塊(16)、存儲器(17)、開關(guān)量采集端口(18)和電源模塊(19)分別與控制器芯片(13)連接；電源模塊(19)為地線監(jiān)控端(7)提供5V直流電源；電平轉(zhuǎn)換電路(14)為地線管理器(8)和地線監(jiān)控端(7)的設備提供轉(zhuǎn)換接口 ；開關(guān)量采集端口(18)與地線裝置的六組數(shù)據(jù)線連接，實時采集地線裝置的上下線信號，同時操作人員通過這個串口將事先設置的參數(shù)寫入到地線監(jiān)控端(7)的存儲器(17)中；工作開關(guān)(15)用來控制信息量的發(fā)送，只有打開工作開關(guān)(15)后，無線通信模塊(16)才能開始工作；控制器芯片(13)對存儲器(17)和采入開關(guān)量數(shù)據(jù)進行識別、整理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:在地線監(jiān)控端(7)中，所述的的控制器芯片(13)為LPC2124，存儲器(17)為E2PROM存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的GSM通訊模塊(9 )與地線管理器(8 )通過RS232接口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的防誤閉鎖模塊(10)包括控制器、閉鎖栓和動作繼電器，閉鎖栓與控制器上的動作繼電器連接，控制器通過與其輸出接口相連接的繼電器控制閉鎖栓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的防誤閉鎖模塊(10)內(nèi)部設有短距無線通信模塊，其與防誤閉鎖模塊(10)內(nèi)部的控制器相連接，用于與電子鑰匙(12)實現(xiàn)無線連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站臨時地線防誤閉鎖管理系統(tǒng)，其特征在于:所述的防誤閉鎖模塊(10)內(nèi)部設有GSM模塊，其與防誤閉鎖模塊(10)內(nèi)部的控制器相連接，用于與GSM通訊模塊(9)實現(xiàn)無線連接。
【文檔編號】H02J13/00GK103475101SQ201310428838
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】高建偉, 田成鳳, 冀慧強, 郭浩, 趙北濤, 方瓊, 崔建宇, 劉美靜, 陳曉旭, 宮俊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司