基于物联网的变电站智能防护警示方法与流程

本发明属于电力防护方法技术领域，具体涉及基于物联网的变电站智能防护警示方法。

背景技术：

在变电站内工作时，计划时间通常是倒闸操作开始时间，在倒闸操作完成后，需要花费一定时间进行围栏、标志牌的设置，工作现场越大，现场措施设置越复杂，影响了检修工作时间。同样，在检修工作结束后，需要拆除围栏、标志牌，又花费了很多时间，影响送电时间。

公开（公告）号为cn202009267u的专利文献公开了一种智能变电站设备状态一体化监测与分析系统，包括多个变电站监控系统、监控中心和客户端；变电站监控系统包括变电站数据库服务器和多个数据采集终端；变电站数据库服务器内设有变电站数据库和变电站监控分析软件；监控中心包括应用服务器、数据管理服务器、关系数据库服务器和实时数据库服务器，数据管理服务器、关系数据库服务器和实时数据库服务器均与应用服务器相连接；客户端与变电站监控系统的变电站数据库服务器和监控中心的应用服务器相连接。该发明尤其适用于变电站的监控，具有实现了设备状态实时监视和分析、提高了变电运行和设备检修的工作效率和质量等优点。但是该监视系统在变电站检修时，起不到相应的警示作用。

公开(公告)号为cn105389942a的专利文献公开了一种变电站远程操作警示系统，包括通信连接的人员进出感应装置、远程操作提示装置；所述人员进出感应装置用于监控变电站开关室的人员进出情况并将信息传送给远程操作提示装置；所述远程操作提示装置将变电站开关室内人员数量信息向调控中心的显示终端发送；所述远程操作提示装置设置有人员撤离报警模块，如果变电站开关室内有人，调控中心在对受控设备进行控制前，向远程操作提示装置发送人员撤离信息，人员撤离报警模块通知现场工作人员撤离受控设备。本发明避免发生远方操作设备时，受控设备附近仍有工作人员，可能发生的人身事故。

公告号为cn105654665b的专利文献公开了一种变电站现场安全智能警示装置，包括长方形盒状壳体、悬挂绳，其特征在于：所述长方形盒状壳体的背面装有磁铁板；其内部设有电路板；前板面上设有两个led指示灯、按键和led显示屏；所述电路板上设有中央数据处理模块、西门子tc35通信模块、语音器、红外感应器和12v4ah蓄电池及其蓄电池充/放电电路；西门子tc35通信模块和手机远程通信终端通过gsm网络通讯。该警示装置，不仅对人员进入变电站作业时的安全警示，而且能够通过手机短信远程控制管理、可随时根据天气变化就可以统一远程管理管辖区内所有变电站的安全警示。而且操作方便、实时性好、维护简单、大大的提高了变电安全管理水平。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供基于物联网的变电站智能防护警示方法，以提高变电站检修作业的安全性和作业效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于物联网的变电站智能防护警示方法，包括以下步骤：

s1：在变电站内设置防护警示装置，并将所述防护警示装置与变电站操控工作站信号连接；

s2：变电站操控工作站显示所述防护警示装置的运行状态，并根据变电站遥信信息通过信号发射控制主板向所述防护警示装置发射控制指令；

s3：所述防护警示装置的电机控制器接收到所述控制指令后，控制电动推杆动作；

同时设置在电动推杆上的角度传感器将所述电动推杆的实时倾斜角度信号发送至电机控制器，所述电机控制器接收到所述角度信号后，调整电动推杆的动作速度和行程距离，直至满足上述控制指令的要求。

优选地，所述变电站操控工作站设置主机和与所述主机连接的计算机监控屏，所述主机连接输入键盘，所述输入键盘设置上升控制按键、停止控制按键、下降控制按键和数字按键，所述计算机监控屏显示所述防护警示装置的运行状态。

优选地，所述防护警示装置的运行状态包括上升、停止和下降。

优选地，所述调整电动推杆的动作速度和行程距离，包括：

当所述控制指令为上升时，通过输入键盘设定电动推杆的行程距离，电机控制器控制电动推杆启动，根据所述角度传感器传输的角度信息，调整电动推杆在上述行程距离内速度由快到慢，直至停止；或，

当所述控制指令为下降时，通过输入键盘设定电动推杆的行程距离，电机控制器控制电动推杆启动，根据所述角度传感器传输的角度信息，调整电动推杆在上述行程距离内速度由快到慢，直至停止。

优选地，所述防护警示装置分别设置在间隔、断路器和隔离开关机构箱处。

优选地，所述防护警示装置包括升降平台，所述升降平台包括底座、剪刀支架和台面，所述底座和剪刀支架之间设置电动推杆，所述电动推杆和角度传感器均与电机控制器信号连接，所述电机控制器与信号发射控制主板信号连接，所述信号发射控制主板与变电站操控工作站信号连接。

优选地，所述台面上设置围栏或警示牌。

优选地，所述角度传感器为电子陀螺仪。

现在变电站的各间隔遮拦、警示牌布置，全人工进行，费时费力，一个间隔的工作布置或拆除遮拦、警示牌，需要30分钟；复杂的工作，布置或拆除遮拦、警示牌，需要60分钟甚至以上；由于布置或拆除遮拦、警示牌的时间过多，压缩了检修工时，一定程度上影响了送电时间，已经成为变电站提高送电量的瓶颈。现有的变电站虽然也有远程遥控的警示灯等警示装置，例如：公开号为cn105389942a、cn105654665a的专利文献，但是其仅能达到提醒的作用，实现不了实质性的安全隔离作用，故无法替代围挡、警示牌等安全隔离设施。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过上述技术方案，提供基于物联网的变电站智能防护警示方法，以提高作业安全性和作业效率。首先在变电站内安装防护警示装置，并将各个防护警示装置与变电站操控工作站信号连接；接着变电站操控工作站显示各个防护警示装置的运行状态，并根据变电站遥信信息通过信号发射控制主板向各个防护警示装置发射控制指令；防护警示装置的电机控制器接收到上述控制指令后，控制电动推杆动作；同时安装在电动推杆上的角度传感器将实时角度信号发送至电机控制器，电机控制器接收到该角度信号后，调整电动推杆的动作速度和行程距离，直至满足上述控制指令的要求。通过上述方法，当间隔、断路器或隔离开关等关键位置需要维护和检修时，电力作业工作人员可在变电站操控工作站遥控相应位置的防护警示装置运行至设定状态，以实现对作业现场的安全隔离，同时防护警示装置根据需要可设置为围栏或警示牌，并且可在围栏或警示牌的侧面设置警示标语，以达到提醒作业人员的作业安全，同时警示无关人员不得进入作业现场等作用。

本发明的防护警示装置是采用剪刀架的形式进行升降，主要动力是电动推杆，通过电动推杆的收缩来控制装置的升降，并且在电动推杆的中间部分捆绑了角度传感器，本发明选用了电子陀螺仪，用于检测电动推杆的倾斜角度，并通过无线通讯方式传输给电动推杆的电机控制器，这样通过电子陀螺仪的角度反馈来控制电动推杆的速度以及行程距离。电机控制器通过反馈过来的角度信息控制电机的速度和行程距离。电动推杆从底部上升到顶部的过程中，起始速度最大，当快到顶部时，也就是距离设定的行程终点还有一定距离时，通过电子陀螺仪监测到的实时角度信息反馈给电机控制器，电机控制器通过算法，逐渐减速，使到达顶部时速度为最小，然后停止。反之亦然，电动推杆从顶部下降到底部，与上述原理相同。通过此方法可以有效地减少成本，减少故障率，防止电机急停或者堵转，对控制器造成伤害，增加控制的精准度。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明基于物联网的变电站智能防护警示方法示意图；

图2：本发明图1中防护警示装置的结构示意图；

图3：本发明图1中变电站操控工作站的连接示意图；

其中，1-防护警示装置，2-变电站操控工作站，3-信号发射控制主板，4-电动推杆，5-角度传感器，6-主机，7-计算机监控屏，8-上升控制按键，9-停止控制按键，10-下降控制按键，11-数字按键，12-底座，13-剪刀支架，14-台面。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

参阅图1-3，基于物联网的变电站智能防护警示方法，包括以下步骤：

s1：在变电站内设置防护警示装置，并将所述防护警示装置与变电站操控工作站信号连接；

s2：变电站操控工作站显示所述防护警示装置的运行状态，并根据变电站遥信信息通过信号发射控制主板向所述防护警示装置发射控制指令；

s3：所述防护警示装置的电机控制器接收到所述控制指令后，控制电动推杆动作；

同时设置在电动推杆上的角度传感器将所述电动推杆的实时倾斜角度信号发送至电机控制器，所述电机控制器接收到所述角度信号后，调整电动推杆的动作速度和行程距离，直至满足上述控制指令的要求。

变电站操控工作站可以包括数据处理工作站、图形工作站、gis工作站等，负责对收到的数据进行处理、保存，以适当的形式，将采集到的数据显示给用户，以达到监视的目的。当操作人员在工作站发出遥控指令时，工作站将控制信息、发到前置机，经前置机转换后发到现场装置（参阅:屈万一.电力系统远动规约研究及其实现[d].武汉大学,2004.）

参阅图1-3，本发明中，变电站操控工作站设置主机和与所述主机连接的计算机监控屏，所述主机连接输入键盘，所述输入键盘设置上升控制按键、停止控制按键、下降控制按键和数字按键，所述计算机监控屏显示所述防护警示装置的运行状态。其中，上升控制按键用于输入上升控制指令；停止控制按键用于输入停止控制指令；下降控制按键用于输入下降控制指令；数字按键用于输入具体数值，即电动推杆的行程距离。

变电站遥信信息（参阅：许婷.变电站综合自动化系统遥信信息可靠性分析[j].电力安全技术,2011(11):10-12.）可分为硬接点遥信和软报文遥信2类。硬接点遥信量以一次设备辅助接点、继电器信号接点等方式接人间隔层测控装置的开入回路。如开关、刀闸辅助触点，微机保护装置、安全自动装置、辅助装置等遥信输出回路提供的报警信号接点。软报文遥信量是微机保护装置将告警组、动作组等保护报文通过串口通讯方式接入保护管理机，由其转换成统一规约与综合公用信息工作站通信。当保护装置较多时，可按电压等级采取多台保护管理机。

本发明中，遥信信息指断路器或隔离开关的分/合状态信息，由变电站监控系统获取，并传输给变电站操控工作站。

所述防护警示装置的运行状态包括上升、停止和下降，上述运行状态可通过计算机监控屏直接观察到。

所述调整电动推杆的动作速度和行程距离，包括：

当所述控制指令为上升时，通过输入键盘设定电动推杆的行程距离，电机控制器控制电动推杆启动，根据所述角度传感器传输的角度信息，调整电动推杆在上述行程距离内速度由快到慢，直至停止；或，

当所述控制指令为下降时，通过输入键盘设定电动推杆的行程距离，电机控制器控制电动推杆启动，根据所述角度传感器传输的角度信息，调整电动推杆在上述行程距离内速度由快到慢，直至停止。

所述防护警示装置分别设置在间隔、断路器和隔离开关机构箱处。图1所示防护警示装置为3个，根据实际需要可以设置更多个，且各个防护警示装置均与变电站操控工作站信号连接。

参阅图1-3，所述防护警示装置包括升降平台，所述升降平台包括底座、剪刀支架和台面，所述底座和剪刀支架之间设置电动推杆，所述电动推杆和角度传感器均与电机控制器信号连接，所述电机控制器与信号发射控制主板信号连接，所述信号发射控制主板与变电站操控工作站信号连接。

信号发射控制主板可选具体型号e90-dtu（400sl22）。

所述台面上设置围栏或警示牌。围栏或警示牌上可根据需要设置不同内容的标识层，例如：“止步，高压危险”、“禁止合闸，有人工作”、“有电危险”等电力安全标志用语，这样工作人员和无关人员均可看到，同时有实体设施包括围栏和警示牌的遮挡，能够客观上起到警示和强制隔离的作用。

所述角度传感器为电子陀螺仪。陀螺仪的原理是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。本发明中，电子陀螺仪具有无线通信接口，如：蓝牙2.0和ble（低功耗/蓝牙4.1），以用于连接电机控制器进行通讯连接和信号传输。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。