用于变电站操作及巡视的智能终端的制作方法

本发明属于电力系统领域，特别涉及用于变电站操作及巡视的智能终端。

背景技术：

近年来全国各地的电力事故频发，由于高压电的高危险性和对工业的重要性，这些事故往往会造成非严重的后果，不仅仅危及到电力行业及周边人员的生命财产安全，也危及到国家经济的发展。当然，电力事故频发的原因包括：

第一，目前微机五防装置存在缺陷：①在操作前只进行一次性逻辑判断，无法实时判断逻辑，无从知晓操作过程中某些设备是否发生状态变化。②五无法显示二次压板的投退，必须靠人工去现场核对二次压板，无法杜绝二次压板的误操作。第二，在倒闸操作中,往往由于使用纸质操作票导致：在雨天时，容易被淋湿而损坏；在夜里操作时，目前没有针对纸质操作票的专用照明等均会影响倒闸操作的进行。另外还包括：在倒闸操作中,往往由于人员疲劳等原因，发生走错间隔，或者复诵错误,每操作完一项，未及时做一个“√”记号，造成漏项、跳项操作,致使误操作事故的发生。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了基于内设的多种模块实现操作规范化的智能终端。

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于变电站操作及巡视的智能终端，所述智能终端包括：

由处理器以及与处理器相连存储电路构成的处理电路，在处理电路的外围连接有通讯电路，以及向所述处理电路传输所述智能终端所处位置信息的gps模块电路；所述处理电路设有指令输入输出接口，在指令输入接口上连接有音频按键电路和图像采集模块，在指令输出接口上设有语音报警电路；在处理电路上还设有供电接口，在所述供电接口上连接有充放电电路和电池，在所述智能终端上还连接有液晶显示电路；

其中，所述通讯电路包括五防通讯接口电路、无线通讯电路以及射频电路。

可选的，所述智能终端通过所述通讯电路与五防主机进行通讯。

可选的，所述通讯包括：

通过所述智能终端内置的gps模块电路运维人员的位置进行自动定位，可以精确到经纬度，将运维人员位置信息经由通讯信道发送至五防基站，五防基站将所述位置信息传输至五防主机。如操作或者巡视有疑问，可采用文字录入、拍照上传、现场录音等多记录方式，及时传至五防主机控制后台供管理人员、技术人员、值班人员一起会诊，会诊后措施可立即通过语音或者文字的方式传至所述智能终端。

可选的，所述智能终端还用于进行倒闸操作和巡视过程，包括：

倒闸操作时，将所述智能终端的操作信息进行实时上传至所述五防主机控制后台，且所述五防主机控制后台的反馈信息实时传送至智能终端，实现五防系统防误闭锁实时动态校验；

巡视设备时，利用智能终端并根据线路-巡视点-设备进行标准化巡视过程中，提取所述巡视电力设备的历史正常设备特征，根据所述设备历史正常特征判定所述电力设备目前是否处于故障或危险状态；如果所述电力设备处于故障或危险状态，对所述电力设备进行标记，生成针对所述电力设备的缺陷等级。

可选的，所述智能终端还用于获取电力设备的设备缺陷，包括：

将所述设备缺陷发送至所述调控中心工作站，以便于所述调控中心工作站根据所述设备缺陷的等级特征，及时通知检修人员对所述电力设备进行维修。

可选的，在所述通信电路中设有通讯信道，所述通讯信道包括无线远程通讯或基于通用系统总线的本地通讯。

可选的，所述智能终端与所述五防主机进行通讯后，获取反馈信息，所述反馈信息包括：本侧变电站以及对侧变电站的电压、电流，以及开关、闸刀、地刀、接地线、二次压板等信息。

可选的，五防主机的型号为bs8912，五防基站的型号为rz8006型td-lte移动基站系统。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过利用智能终端操作不仅可以解决目前微机五防装置如操作前一次性逻辑判断等客观原因引起的弊端，还可以实现对巡视内容的实时把控和安全响应，从而实现运维人员行为规范化、程序化，实现对操作人员的电子监护，防止电气误操作事故的发生，保障人身、电网和设备安全，降低误操作产生率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的压板状态巡视系统的结构示意图；

图2是本发明提供的通讯组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于变电站操作及巡视的智能终端，所述智能终端包括：

由处理器以及与处理器相连存储电路构成的处理电路，在处理电路的外围连接有通讯电路，以及向所述处理电路传输所述智能终端所处位置信息的gps模块电路；所述处理电路设有指令输入输出接口，在指令输入接口上连接有音频按键电路和图像采集模块，在指令输出接口上设有语音报警电路；在处理电路上还设有供电接口，在所述供电接口上连接有充放电电路和电池，在所述智能终端上还连接有液晶显示电路；

其中，所述通讯电路包括五防通讯接口电路、无线通讯电路以及射频电路。

在实施中，本发明实施例提供了用于变电站操作及巡视的智能终端，如图1所示，所述智能终端，包括：处理器及存储器电路，智能终端的核心电路，主要负责各种数据信号的处理、存储，向其他电路模块发送控制信号控制整机工作等；五防通讯接口电路，主要用于打开目前集控站电力设备的五防电脑钥匙；无线通讯电路，主要用于智能终端与主控室的无线通讯；gps模块电路，主要用于对运维/检修人员的位置进行自动定位；射频电路，主要用于接收、发送射频信号，主要包括射频发射电路和射频接收电路，射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、调制等，射频发射电路完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能；nfc芯片电路，智能终端的扩展结构，主要用于目前微机五防系统采用具有nfc功能智能锁时，配套使用；音频按键电路，主要用于手写或语音拟写电子操作票，以及用于携带智能终端的运维人员与主控室人员语音对话；语音报警电路，主要用来全程提醒运维人员操作注意事项以及存在的危险点；摄像头，主要用于操作时核对设备命名以及设备出现异常拍摄照片、录制视频等；液晶显示电路，主要用来驱动液晶显示屏显示图像，如电子操作票以及标准化巡视表格，同时识别输入的人工指令，并将指令送到处理器电路进行处理；电源及充电电路，主要负责将电池的供电转换成各个电路模块需要的工作电压，为其供电，同时负责对电池的充电工作进行控制；电池电路，用于提供整个智能终端的电能；usb接口电路，可通过数据线与五防主机或充电器连接。

五防通讯接口电路：在实际使用过程中，无需电脑钥匙操作，智能终端五防通讯接口与集控站五防电脑钥匙连接正常后，操作步骤顺序正确时五防钥匙自动打开。

作为优化，若其他站与集控站的电脑钥匙接口不一致时，可通过一个转换接头进行转换，降低了原变电站五防系统的改造成本。

无线通讯电路：在实际使用过程中，为了实现智能终端与五防基站实时通讯，无线通讯电路采用无线通讯技术，例如zigbee技术(具有低功耗、低成本、传输距离高达1～3km甚至更远等优点)，通过电力专用4g卡和数据加密卡，实现电力无线专网，可确保内网数据的安全。

gps模块电路：在实际使用过程中，可通过智能终端搭载gps模块电路实现智能巡视功能。利用智能终端巡视设备时，gps自动定位运维人员位置，同时巡视位置可实时显示五防主机控制后台，在如有疑问，可采用文字录入、拍照上传、现场录音等多记录方式，及时传至五防主机后台供管理人员、技术人员、值班人员一起会诊，从而实现对巡视内容的实时把控和安全响应。

nfc芯片电路：在实际使用过程中，旧的变电站在资金允许的前提下，五防系统均可改造成具有nfc功能智能锁；而后期新投产的变电站可直接采用具有nfc功能智能锁，与智能终端配套使用。

音频按键电路：这里的音频按键电路包括语音识别模块和按键电路，能够令运维人员能够通过语音的方式可以直接在智能终端上通过手写或语音方式拟写电子操作票，操作出现异常时，运维人员可以通过其与集控站主控室技术人员直接进行语音对话。

语音报警电路：在倒闸操作或者工作许可等作业前，运维/检修人员可以从智能终端的语音报警电路中获取工作内容、流程、操作设备是否存在缺陷、配套工具、注意事项与风险管控，来帮助与指导运维/检修人员了解整个工作流程及存在的危险点。例如：①操作中进行安全语音提示：验电及操作闸刀时提示戴绝缘手套，穿绝缘靴等。②验电前提示：在相应电压等级带电设备上或工频高压发生器上试验验电器完好，验电器伸缩式绝缘杆应拉至最长，在验证验电器完好后移动验电器位置时提示要缩回验电器伸缩式绝缘杆。③操作结束提示：提示关好门窗、放回安全工器具及钥匙、变电站室内外照明监控系统、开关室温湿度在线监测系统及变电站门禁监控系统等。操作过程中时刻提醒其安全注意事项，大大确保了安全生产。

摄像头：在实际使用过程中，利用智能终端摄像头对准设备命名后能够自动识别，并判断位置是否正确，若位置正确，发“xx位置正确”语音，若位置错误，发“位置错误”语音。每操作完一项，需要操作人员进行现场详细检查后进行确认，且系统自检遥测、遥信信号正常后，智能终端才会及时做一个“√”记号，并语音提示“本步操作完毕，一切正常，请进行下步操作：xxxxxx”。确保操作设备位置的正确性，实现全程电子监护(人工监护的辅助、一种补充)，真正实现倒闸操作人员行为规范化、程序化，避免走错间隔，并提高了操作效率。

在现场电力一次、二次设备均制作与智能终端配套的二维码、条形码或者rfid。将制作好的二维码、条形码或者rfid先进行打印、塑封后，然后利用防水胶水粘贴在对应的设备上即可长期使用。

液晶显示电路：在实际使用过程中，显示电子操作票以及标准化巡视表格，对当前操作步骤字体加粗放大红色显示，同时识别输入的人工指令，并将指令送到处理器电路进行处理。

电源及充电电路：在实际使用过程中，负责对电池的充电工作进行控制，将电池的供电转换成各个电路模块需要的工作电压，为其供电。

电池电路：用于提供整个智能终端的电能，特别提供夜间操作时液晶屏电子操作票显示，一旦电池耗完，具备易拆卸易更换功能。

usb接口电路：在实际使用过程中，可选择通过数据线在电子操作票操作完或巡视完一键上传数据至五防主机；也可通过数据线对智能终端进行充电。

为了保证智能终端在实际使用过程中能够达到防误闭锁实时动态校验，需要在如图2所示的通讯组件之间进行如下步骤，包括：

所述智能终端通过所述通讯电路与五防主机进行通讯。

五防主机，所述五防主机通过局域网与五防服务器连接，五防主机还五防基站连接，五防基站还与智能终端进行通讯；其中，在五防服务器中存储有变电站的历史操作与巡视记录。

令智能终端与五防基站进行通讯，在五防主机控制后台的界面可实时显示智能终端的操作信息，且智能终端可实时接收五防主机的反馈信息，实现本站五防系统防误闭锁实时动态校验。反馈信息包括：变电站的电压、电流，以及开关、闸刀、地刀、接地线、二次压板等信息。

在实施中，为了实现对电力设备的电子监护以及杜绝误操作的发生，本发明实施例提出了用于变电站操作及巡视的智能终端，该智能终端通过五防基站将操作或巡视内容实时上传至五防主机，接收五防基站上传内容的五防主机，接收并存储上传内容的五防服务器。历史电子操作票、工作片和巡视记录可上传该五防服务器，可长期保存，以方便检索。

五防主机储存五防系统所必须的信息，并对其进行集中管理，如本侧变电站以及对侧变电站的电压、电流，以及开关、闸刀、地刀、接地线、二次压板等信息。潮流等信息一旦异常，立即通过五防基站发送语音报警或者文字提示至智能终端，并锁定智能终端界面，待运维人员确认后方可继续操作。

智能终端内置的gps模块电路获取运维人员的位置信息，将所述运维人员位置信息经由通讯信道发送至所述五防基站，五防基站通过局域网将所述位置信息传输至所述五防主机。如操作或者巡视有疑问，可采用文字录入、拍照上传、现场录音等多记录方式，及时传至五防主机控制后台供管理人员、技术人员、值班人员一起会诊，会诊后措施可立即通过语音或者文字的方式传至所述智能终端。

五防主机与调控中心工作站、监控中心工作站终端连接，以内网系统实现实时数据同步；并与综自系统、open300实现资源共享，最终通过五防服务器进行大数据交互与云存储。五防主机还通过局域网与调控服务器集群相连，并且还与综自系统和open3000进行信息共享。

在实施中，基于iec61970的open-3000调度自动化系统，拥有符合国际标准的系统集成框架和实时信息系统平台。所提供的系统管理、商用数据库、实时数据库、人机界面、权限管理、告警处理、多态支持、case管理等全面的服务，为上层各级应用功能的实现提供了强大的技术支持，并可以单独或同时支持ems、dms、wams/warmap等应用系统的集成，使系统在开放性、可靠性、方便性等方面有了显著的提升。同时，open-3000系统的各级应用也都针对以往的难点进行了技术攻关，fes、scada、agc、pas、dts等各级子系统都在应用功能、软件性能、操作方便性等方面均有大幅度突破。

五防基站以内网形式与五防主机实时通讯，利用电力无线专网与智能终端实时通信。

智能终端可以无线远程通讯或usb就地通讯方式与五防主机实现网络实时通信。

在五防主机控制后台处实时获取运维人员的位置信息，将所述运维人员位置信息经由通讯信道发送至所述五防基站，所述五防基站将所述位置信息传输至所述五防主机。

所述智能终端与所述五防主机进行通讯后，获取反馈信息，所述反馈信息包括：本侧变电站以及对侧变电站的电压、电流，以及开关、闸刀、地刀、接地线、二次压板等信息。

作为优化，五防主机、智能终端均可智能开票。接地线和二次压板均加入到智能开票系统中。当打开该网络管理系统下智能开票界面后，依次可通过语音或者手动选择关联每一个的调度令，系统会自动生成电子操作票，非典型操作时可以允许增加、删除或更改电子操作票内容。当然在生成操作任务后可以再增加操作任务(比如有几个间隔同时操作，调度发一条综合令)，实现智能开票。自动生成电子操作票均会进行自动五防检测每一步，即“五防预演”。网络五防一旦未通过，电子操作票无法自动生成。在操作之前可以选择录音功能(默认录音功能不开启)。

作为优化，操作时只需携带该智能终端，无需携带电脑钥匙到现场进行操作。该智能终端有一个与集控站电脑钥匙一致的接口，用于操作时打开五防钥匙，有效降低了原变电站五防系统的改造成本。

可选的，五防主机的型号为bs8912，五防基站的型号为rz8006型td-lte移动基站系统。

可选的，所述通讯包括：

通过所述智能终端内置的gps模块电路运维人员的位置进行自动定位，可以精确到经纬度，将运维人员位置信息经由通讯信道发送至五防基站，五防基站将所述位置信息传输至五防主机。如操作或者巡视有疑问，可采用文字录入、拍照上传、现场录音等多记录方式，及时传至五防主机控制后台供管理人员、技术人员、值班人员一起会诊，会诊后措施可立即通过语音或者文字的方式传至所述智能终端。

可选的，所述智能终端还用于进行倒闸操作和巡视过程，包括：

倒闸操作时，将所述智能终端的操作信息进行实时上传至所述五防主机控制后台，且所述五防主机控制后台的反馈信息实时传送至智能终端，实现五防系统防误闭锁实时动态校验；

巡视设备时，利用智能终端并根据线路-巡视点-设备进行标准化巡视过程中，提取所述巡视电力设备的历史正常设备特征，根据所述设备历史正常特征判定所述电力设备目前是否处于故障或危险状态；如果所述电力设备处于故障或危险状态，对所述电力设备进行标记，生成针对所述电力设备的缺陷等级。

可选的，所述智能终端还用于获取电力设备的设备缺陷，包括：

将所述设备缺陷发送至所述调控中心工作站，以便于所述调控中心工作站根据所述设备缺陷的等级特征，及时通知检修人员对所述电力设备进行维修。

可选的，在所述通信电路中设有通讯信道，所述通讯信道包括无线远程通讯或基于通用系统总线的本地通讯。

本发明实施例提供的智能终端，由于引入了互联网+物联网技术，并充分利用了现有的网络通道，只需实现智能终端与五防基站通讯即可，降低了开发成本。以此同时，充分利用了变电站现有的设备名称，无需增加智能接地线综合管理和智能压板系统，即无需再次投入软、硬件成本前提下，实现了接地线、二次压板的显示并将其加入至五防系统中，解决了微机五防的盲区，并降低了推广应用成本。其次，该五防系统与调度令关联，实现了一套完整的变电站智能开票。解决了由于传统的纸质操作票可能带来漏项、跳项、擅自修改、涂改、提前操作等弊端，实现了全程电子监护，杜绝了人的复诵错误、走错间隔等行为，提高了安全生产。也解决了由于传统的纸质操作票带来的纸张和墨粉的浪费，雨天被淋湿甚至破损，夜间操作不便等问题。再次，该网络管理系统可通过智能终端搭载gps模块实现智能巡视功能。在倒闸操作或者巡视的过程中在如有疑问，可采用文字录入、拍照上传、现场录音等多记录方式，及时传至后台供管理人员、技术人员、值班人员一起会诊，从而实现对巡视内容的实时把控和安全响应。最后，该智能终端还可实现多合一功能，集成变电站应用的各类辅助系统app，包括防入侵系统、视频监控系统、火灾报警及消防系统、采暖通风系统、给排水系统、gis室sf6泄漏在线监测系统、开关室温湿度在线监测系统、变电站室内外照明监控系统、变电站门禁监控系统app等等。最终达到真正实现变电站智能化管理。

有益效果：

基于用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现接地线实时显示。即利用智能终端操作接地闸刀/接地线分合闸后，通过实时通讯，接地闸刀/接地线分合闸状态立刻在五防后台以及监控后台显示出来，为下次开票及操作做好准备，完善其防误闭锁系统，杜绝带接地合闸现象。与此同时，无需增加智能接地线综合管理系统，即无需再次投入软、硬件成本，大大降低了应用成本。

基于用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现二次压板实时显示，并加入网络防误系统中。即利用智能终端投/退二次压板后，通过实时通讯，二次压板投退状态立刻在五防后台以及监控后台显示出来，为下次开票及操作做好准备，杜绝压板投退误操作，无需增加智能压板管理系统，即无需再次投入软、硬件成本，大大降低了应用成本。

基于用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现防止误分、误合断路器。即通过网络五防主基站与调控中心工作站、监控中心工作站终端连接，自动关联调度令，智能闭锁断路器的分、合，接到调度令并在五防智能开票后才允许远程操作断路器，否则不允许操作。

基于互联网+物联网用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现五防实时逻辑判断。即可通过智能终端无线数据传输模块实时获取设备实际状态并不断进行防误闭锁判断，解决了目前微机五防装置存在的盲区，大大提高了操作的安全性。

基于用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现电子监护操作。即利用智能终端操作设备时，走到相应设备前只需将智能终端的摄像头对准设备命名后自动识别、自动唱票，报读当前操作项目，并判断位置是否正确，若位置正确，发“xx位置正确”语音，若位置错误，发“位置错误”语音，确保操作设备位置的正确性，实现电子监护，真正实现倒闸操作人员行为规范化、程序化，避免走错间隔。

基于用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现危险点全程预警。在倒闸操作或者工作许可等作业前，运维/检修人员可以从智能终端中获取工作内容、流程、操作设备是否存在缺陷、配套工具、注意事项与风险管控，来帮助与指导运维/检修人员了解整个工作流程及存在的危险点。

基于用于变电站操作及巡视的智能终端，可实现操作的便捷性。即典型操作票和五防逻辑均已导入该智能终端，可关联调度令实现智能开票(该网络管理系统具备自动五防检测，即“五防预演”)。操作时只需携带该智能终端，无需携带电脑钥匙到现场进行操作。操作时自动核对设备名称，实现全程电子监护，操作简单易行。通过无线电力专业网络实时或者usb接口传送电子操作票，操作界面可实时在五防主机显示。操作开始时间及操作结束时间自动生成，操作结束后无需再次做记录(如纸质操作票回填，接地闸刀、接地线分合记录等)，在确保安全操作的前提下，大大提高了工作效率。

本发明提供了用于变电站操作及巡视的智能终端，属于电力系统，包括处理器及存储器电路，处理器及存储器电路与五防通讯接口电路、无线通讯电路、gps模块电路、射频电路、nfc芯片电路、音频按键电路、语音报警电路、摄像头、液晶显示电路、电源及充电电路、电池电路、usb接口电路连接。利用智能终端操作不仅可以解决目前微机五防装置如操作前一次性逻辑判断等客观原因引起的弊端，实现防误闭锁实时动态校验，还可以实现智能电子操作票功能，解决了由于传统的纸质操作票可能带来漏项、跳项、擅自修改、涂改、提前操作等弊端，实现了全程电子监护，杜绝了人的复诵错误、走错间隔等行为，并实现了对巡视内容的实时把控和安全响应，从而能实现运维人员行为规范化、程序化，并实现对操作人员的电子监护，防止电气误操作事故的发生，保障人身、电网和设备安全，降低误操作产生率。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。