一种变电站二次屏门安全措施自动布置系统与方法与流程

本发明涉及变电站控制领域，尤其涉及一种变电站二次屏门安全措施自动布置系统与方法。

背景技术：

进入21世纪以来，工业迅猛发展，继而带动了电力系统的快速发展，变电站二次屏柜作为一次设备保护系统，对变电站设备的稳定运行起着至关重要的作用。

目前，为了规范检修人员的作业现场，检修人员所有作业在经过运维人员的许可之后，由运维人员在运行二次屏柜的屏门粘贴“运行设备”红布幔和在工作屏柜设置“在此工作”标示牌的安全措施，检修人员方可开展作业。然而，红布幔的粘贴仅限于警示作用，无法闭锁运行屏柜，检修人员仍然有误开或者未经许可私自开启屏门的可能。且对于220kv变电站，二次屏柜较多，非检修屏柜前后门全部粘贴红布幔存在很大难度，红布幔粘贴数量较多，增加了运维人员的作业难度和误作业风险。此外，检修作业结束后，特别对于一个现场多种检修作业时，大量红布幔和“在此工作”标示牌存在漏拆风险，作业完成屏柜仍然存在安全措施而导致工作人员误作业。

同时目前二次屏柜运维管理工作中存在的安全隐患具体表现为以下几个方面：

检修人员误开屏门，可能造成运行安全事故；维护和检修后漏关屏门；屏门机械锁容易卡涩、损坏，机械锁钥匙管理混乱等，导致机械锁无法起到有效闭锁作用；对于电话许可工作，工作人员存在误开或者未经许可私自开启屏门的可能；检修人员临时起意，未经许可私自开启屏门进行非报务检修等。

以上问题都是因为二次屏门不可有效监视和控制原因导致，存在不同程度的安全隐患，将会严重影响电网的稳定可靠运行。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种变电站二次屏门安全措施自动布置系统与方法，能够精准地检测屏门开闭状态，由闭锁装置可靠闭锁屏门，防止屏门错误开启或漏关闭，并能通过远程监控平台、现场监控平台和闭锁装置中的前后读卡器单元开启前后屏门，在远程监控平台、现场监控平台同步显示现场二次屏柜状态并能实时保存屏门操作记录，实现屏柜操作的可追溯性和全面管控性。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变电站二次屏门安全措施自动布置系统，包括远程监控平台、现场监控平台以及安装有闭锁装置的现场二次屏柜，所述远程监控平台、现场监控平台和闭锁装置依次连接，所述闭锁装置包括控制器单元、can总线通信单元、安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前电磁锁单元和前显示屏单元、安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后电磁锁单元和后显示屏单元，所述控制器单元通过can总线通信单元和现场监控平台连接，所述前电磁锁单元、前显示屏单元、后电磁锁单元和后显示屏单元分别和控制器单元连接。

进一步的，所述现场二次屏柜的前屏门为单开门，所述前电磁锁单元包括安装于对应现场二次屏柜柜体上的第一电磁锁锁体和安装于对应现场二次屏柜的前屏门的右上方的第一锁块，所述第一电磁锁锁体和第一锁块上分别安装有第一传感器，所述第一电磁锁锁体、第一传感器分别和控制器单元连接。

进一步的，所述前显示屏单元包括第一显示屏和第一光控开关，所述第一显示屏和第一光控开关分别安装于单开门上，所述第一显示屏的供电端通过第一光控开关和外部电源连接。

进一步的，所述现场二次屏柜的后屏门为双开门，所述后电磁锁单元包括安装于对应双开门的左门右上方的第二电磁锁锁体和安装于对应双开门的右门左上方的第二锁块，所述第二电磁锁锁体和第二锁块上分别安装有第二传感器，所述第二电磁锁锁体、第二传感器分别和控制器单元连接。

进一步的，所述后显示屏单元包括安装于对应双开门的左门上的第二显示屏和安装于对应双开门的右门上的第三显示屏，所述后显示屏单元还包括分别对应第二显示屏和第三显示屏的第二光控开关，所述第二光控开关分别安装于双开门的左门和右门上，所述第二显示屏和第三显示屏的供电端分别通过第二光控开关和外部电源连接。

进一步的，所述现场监控平台包括pc上位机和信号采集器，所述pc上位机通过信号采集器和各闭锁装置的can总线通信单元分别连接。

进一步的，所述远程监控平台包括监控显示单元、交换机和信息存储单元，所述信息存储单元通过交换机和现场监控平台的pc上位机连接，所述监控显示单元和信息存储单元连接。

进一步的，所述闭锁装置还包括安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前读卡器单元和安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后读卡器单元，所述前读卡器单元、后读卡器单元分别和控制器单元连接。

进一步的，所述闭锁装置还包括安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前故障报警单元和安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后故障报警单元，所述前故障报警单元、后故障报警单元分别和控制器单元连接。

本发明还提出一种变电站二次屏门安全措施自动布置方法，应用于所述的变电站二次屏门安全措施自动布置系统，包括以下步骤：

s1)远程监控平台等待用户指定一个或多个目标现场二次屏柜的屏门并生成远程命令，将远程命令发送给对应的现场监控平台并进入步骤s2)，若等待超时，直接进入步骤s2)；

s2)现场监控平台等待用户指定一个或多个目标现场二次屏柜的屏门并生成现场命令，或接收远程命令，将现场命令或远程命令发送给目标现场二次屏柜对应的can总线通信单元并进入步骤s3)，若等待超时，直接进入步骤s3)；

s3)各闭锁装置的控制器单元监听can总线通信单元、前读卡器单元和后读卡器单元，若得到现场命令或远程命令，根据现场命令或远程命令中用户指定的屏门控制前电磁锁单元或后电磁锁单元打开并进入步骤s4)，若得到前读卡器单元或后读卡器单元的信号，根据前读卡器单元或后读卡器单元的信号控制前电磁锁单元或后电磁锁单元打开并进入步骤s4)，若监听超时，直接进入步骤s4)；

s4)控制器单元获取前电磁锁单元和后电磁锁单元的状态，根据前电磁锁单元和后电磁锁单元的状态生成对应的状态信息，根据监听到的现场命令、远程命令和前读卡器单元(37)或后读卡器单元(38)的信号生成历史操作信息，将所述状态信息显示在前显示屏单元和后显示屏单元，并将所述状态信息和历史操作信息通过can总线通信单元发送至现场监控平台；

s5)现场监控平台获取所有现场二次屏柜对应的状态信息和历史操作信息，保存历史操作信息并将状态信息和历史操作信息发送至远程监控平台储存。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明的系统在现场二次屏柜的前后屏门分别安装前显示屏单元和后显示屏单元代替常规的“运行设备”红布幔和“在此工作”标示牌的安全措施布置方式。目前由于基建人员业务的局限性，需要对全站所有非检修屏的前后粘贴“运行设备”红布幔，例如220kv浮桥变，基建施工人员在某一屏柜工作时，需要粘贴共计近两百块红布幔，对运维人员来说存在很大工作量，也存在漏设风险，导致人员误作业而引发电网事故；此外，检修工作结束后，大量安全措施的拆除同样存在很大工作量，一个现场多个检修作业时，单项检修工作结束后漏拆安全措施，存在作业人员误识别屏柜状态而误作业的风险。本系统的前显示屏单元和后显示屏单元节约了人工布置成本，提高安全措施布置效率和准确性，检修工作结束后，无需拆除安全措施相关物品，关门即可实现安全措施自动拆除，杜绝人员错误识别屏门工作状态而误作业的可能性，提高安全措施拆除的效率和准确性。

2.本发明的系统采用前后电磁锁单元替代易损坏且失去闭锁功能的机械锁，从而可靠闭锁屏门，同时在前电磁锁的第一电磁锁锁体和第一锁块上安装有第一传感器，在后电磁锁的第二电磁锁锁体和第二锁块上安装有第二传感器，通过传感器有效防止屏门漏关闭。

3.本发明的系统可通过远程监控平台、现场监控平台和闭锁装置中的前读卡器单元和后读卡器单元开启屏门，闭锁装置中的屏门状态通过闭锁装置中的控制器单元根据前电磁锁单元和后电磁锁单元的状态确定前后屏门开闭并通过can总线通信单元向远程监控平台、现场监控平台发送相关数据，实现屏门工作状态实时监控，并防止屏门误开启、私自开启等情况，提高了管理工作的精准性；对于电话许可工作，可通过远程监控平台开启屏门并实时监控屏门状态，防止运维人员不在现场时，工作人员未经许可错误开启屏门，提高电话许可工作的安全管控水平。

4.本发明的系统中，现场监控平台采用pc上位机接收、保存和转发所有闭锁装置上传的数据，远程监控平台采用信息存储单元接收、保存和转发所有现场监控平台上传的数据，使得现场二次屏柜的屏门通过各种手段开启之后能形成实时操作记录，可实现屏门操作情况追溯，全面管控屏柜操作情况。

5.本发明的方法中，远程监控平台和现场监控平台分别根据用户指定的一个或多个目标现场二次屏柜的屏门并生成对应的远程或现场命令，实现现场安全措施一键自动布置或者指定目标进行布置，节约了人工布置成本，提高安全措施布置效率和准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的系统的连接方框图。

图2为本发明实施例的闭锁装置的结构方框图。

图3为本发明实施例的现场二次屏柜前屏门结构示意图。

图4为本发明实施例的现场二次屏柜后屏门的结构示意图。

图5为本发明实施例的现场监控平台的结构方框图。

图6为本发明实施例的方法的流程图。

图例说明：1-远程监控平台、2-现场监控平台、3-闭锁装置、11-监控显示单元、12-交换机、13-信息存储单元、21-pc上位机、22-信号采集器、31-控制器单元、32-can总线通信单元、33-前电磁锁单元、34-前显示屏单元、35-后电磁锁单元、36-后显示屏单元、37-前读卡器单元、38-后读卡器单元、39-前故障报警单元、310-后故障报警单元、331-第一电磁锁锁体、332-第一锁块、101-第一传感器、341-第一显示屏、342-第一光控开关、351-第二电磁锁锁体、352-第二锁块、102-第二传感器、361-第二显示屏、362-第三显示屏、363-第二光控开关。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提出一种变电站二次屏门安全措施自动布置系统，包括远程监控平台1、现场监控平台2以及安装有闭锁装置3的现场二次屏柜，所述远程监控平台1、现场监控平台2和闭锁装置3依次连接，如图2所示，本实施例中的闭锁装置3包括控制器单元31、can总线通信单元32、安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前电磁锁单元33和前显示屏单元34、安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后电磁锁单元35和后显示屏单元36，所述控制器单元31通过can总线通信单元32和现场监控平台2连接，所述前电磁锁单元33、前显示屏单元34、后电磁锁单元35和后显示屏单元36分别和控制器单元31连接。

本实施例中，通过在安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前电磁锁单元33和前显示屏单元34、安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后电磁锁单元35和后显示屏单元36，远程监控平台1、现场监控平台2不仅可以实时监控到前电磁锁单元33和后电磁锁单元35的工作状态，而且可以通过控制器单元31控制前电磁锁单元33和后电磁锁单元35的开闭实现对应的前屏门和后屏门的开启和关闭，控制器单元31确定前屏门和后屏门的开合状态并控制对应的前显示屏单元34和后显示屏单元36显示不同的工作状态，如前屏门或后屏门关闭时显示红底黑字“运行设备”，前屏门或后屏门开启时显示白底黑字“在此工作”。由于本实施例中采用了前显示屏单元34和后显示屏单元36显示不同状态，避免了设置大量“运行设备”红布幔和“在此工作”标示牌，同时远程监控平台1和现场监控平台2可以远程或现地控制闭锁装置3中的前电磁锁单元33以及后电磁锁单元35实现前后屏门远程或现地开启，使得现场二次屏柜的前后屏门闭锁可靠，工作人员无法误开启或者私自开启，杜绝安全隐患。

如图3所示，本实施例中，所述现场二次屏柜的前屏门为单开门，如图2和图3所示，本实施例中的前电磁锁单元33包括安装于对应现场二次屏柜柜体上的第一电磁锁锁体331和安装于对应现场二次屏柜的前屏门的右上方的第一锁块332，所述第一电磁锁锁体331和第一锁块332上分别安装有第一传感器101，所述第一电磁锁锁体331、第一传感器101分别和控制器单元31连接。本实施例中，第一传感器101为霍尔传感器，霍尔传感器实时将检测到的距离信息发送给控制器单元31，控制器单元31通过距离信息可以确定第一电磁锁锁体331和第一锁块332是否对准，第一电磁锁锁体331和第一锁块332对准的情况下，控制器单元31才控制第一电磁锁锁体331和第一锁块332连接实现前屏门关闭，当控制器单元31接收到对应的控制信号时，则控制第一电磁锁锁体331和第一锁块332断开连接实现前屏门开启，通过上述结构使得前屏门锁闭可靠。

如图2和图3所示，本实施例中的前显示屏单元34包括第一显示屏341和第一光控开关342，所述第一显示屏341和第一光控开关342分别安装于单开门上，所述第一显示屏341的供电端通过第一光控开关342和外部电源连接。当第一光控开关342被遮挡时，第一显示屏341的供电端和外部电源导通，而第一光控开关342未被遮挡时，第一显示屏341的供电端和外部电源连接断开，从而实现了前显示屏“人来显示，人走息屏”，延长了设备使用寿命，并避免了资源浪费。

如图4所示，本实施例中，现场二次屏柜的后屏门为双开门，如图2和图4所示，本实施例中的后电磁锁单元35包括安装于对应双开门的左门右上方的第二电磁锁锁体351和安装于对应双开门的右门左上方的第二锁块352，所述第二电磁锁锁体351和第二锁块352上分别安装有第二传感器102，所述第二电磁锁锁体351、第二传感器102分别和控制器单元31连接。本实施例中，第二传感器102为霍尔传感器，霍尔传感器实时将检测到的距离信息发送给控制器单元31，控制器单元31通过距离信息可以确定第二电磁锁锁体351和第二锁块352是否对准，第二电磁锁锁体351和第二锁块352对准的情况下，控制器单元31才控制第二电磁锁锁体351和第二锁块352连接实现后屏门关闭，当控制器单元31接收到对应的控制信号时，则控制第二电磁锁锁体351和第二锁块352断开连接实现后屏门开启，通过上述结构使得后屏门锁闭可靠。

如图2和图4所示，本实施例的后显示屏单元36包括安装于对应双开门的左门上的第二显示屏361和安装于对应双开门的右门上的第三显示屏362，所述后显示屏单元36还包括分别对应第二显示屏361和第三显示屏362的第二光控开关363，所述第二光控开关363分别安装于双开门的左门和右门上，所述第二显示屏361和第三显示屏362的供电端分别通过第二光控开关363和外部电源连接。当第二光控开关363被遮挡时，第二显示屏361和第三显示屏362的供电端和外部电源导通，而第二光控开关363未被遮挡时，第二显示屏361和第三显示屏362的供电端和外部电源连接断开，同样也实现了前显示屏“人来显示，人走息屏”，延长了设备使用寿命，并避免了资源浪费。

如图5所示，本实施例中的现场监控平台2包括pc上位机21和信号采集器22，所述pc上位机21通过信号采集器22和各闭锁装置3的can总线通信单元32分别连接。实现了can总线对现场二次屏柜实施监控，pc上位机21通过信号采集器22可实现多个二次屏柜的前后屏门的数据采集与控制，同时pc上位机21还可以对所采集的数据进行记录，本实施例中，信号采集器22和各闭锁装置3的can总线通信单元32采用有线连接方式，实时性强、传输距离远、抗电磁干扰能力强。

如图1所示，本实施例的远程监控平台1包括监控显示单元11、交换机12和信息存储单元13，所述信息存储单元13通过交换机12和现场监控平台2的pc上位机21连接，监控显示单元11和信息存储单元13连接，交换机12和pc上位机21之间通过光纤连接，确保数据传输可靠。通过交换机12，信息存储单元13接受并存储所有现场监控平台2的现场屏柜监控信息，监控显示单元11从信息存储单元13获取所有现场屏柜监控信息显示现场屏柜状态，监控显示单元11向指定的现场监控平台2下达目标现场屏柜的前后屏门开闭的控制命令时，信息存储单元13也可以将监控显示单元11下发的操作命令实时保存并通过交换机12转发给对应的现场监控平台2，本实施例中的信息存储单元13可以实时针对所有数据进行记录并生成记录日志，通过数据溯源，提升管理的安全性与可追溯性。通过远程监控平台1，可以对一个地区的变电站进行较大规模的设备管理与监控，通过后期拓展，例如向上一级设置监控中心接收并保存各个地区对应的远程监控平台1的监控数据，能够形成详细的报表，有利于智能变电站技术的推广与应用。

如图2至图4所示，本实施例中的闭锁装置3还包括安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前读卡器单元37和安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后读卡器单元38，所述前读卡器单元37、后读卡器单元38分别和控制器单元31连接。控制器单元31获取来自前读卡器单元37或后读卡器单元38信号，就可以使能前电磁锁单元33或者后电磁锁单元35打开前屏门或者后屏门。

如图2至图4所示，本实施例中的闭锁装置3还包括安装于对应现场二次屏柜的前屏门的前故障报警单元39和安装于对应现场二次屏柜的后屏门的后故障报警单元310，所述前故障报警单元39、后故障报警单元310分别和控制器单元31连接。当前屏门或后屏门关闭异常时，控制器单元31使能前故障报警单元39或后故障报警单元310发出警报，例如，控制器单元31根据第一传感器101反馈的信号计算得到第一电磁锁锁体331和第一锁块332之间距离小于阈值但大于标准值，从而确定前屏门被关闭但第一电磁锁锁体331和第一锁块332未对准，即此时前屏门仍然处于开启状态，因此使能前故障报警单元39发出报警，同时向前显示屏单元34发送命令显示提醒信息，从而提醒工作人员将前屏门关闭在正确位置，同理，控制器单元31根据第二传感器102反馈的信号计算得到第二电磁锁锁体351和第二锁块352之间距离小于阈值但大于标准值，从而确定后屏门被关闭但第二电磁锁锁体351和第二锁块352未对准，即此时后屏门仍然处于开启状态，因此使能后故障报警单元310发出报警，同时向后显示屏单元36发送命令显示提醒信息，从而提醒工作人员将后屏门关闭在正确位置。

如图6所示，本实施例还提出一种变电站二次屏门安全措施自动布置方法，应用于上述的变电站二次屏门安全措施自动布置系统，包括以下步骤：

s1)远程监控平台1等待用户指定一个或多个目标现场二次屏柜的屏门并生成远程命令，将远程命令发送给对应的现场监控平台2并进入步骤s2)，若等待超时，直接进入步骤s2)；

s2)现场监控平台2等待用户指定一个或多个目标现场二次屏柜的屏门并生成现场命令，或接收远程命令，将现场命令或远程命令发送给目标现场二次屏柜对应的can总线通信单元32并进入步骤s3)，若等待超时，直接进入步骤s3)；

s3)各闭锁装置3的控制器单元31监听can总线通信单元32、前读卡器单元37和后读卡器单元38，若得到现场命令或远程命令，根据现场命令或远程命令中用户指定的屏门控制前电磁锁单元33或后电磁锁单元35打开，同时向前显示屏单元34或后显示屏单元36发送对应的显示命令并进入步骤s4)，若得到前读卡器单元37或后读卡器单元38的信号，根据前读卡器单元37或后读卡器单元38的信号控制前电磁锁单元33或后电磁锁单元35打开，同时向前显示屏单元34或后显示屏单元36发送对应的显示命令并进入步骤s4)，若监听超时，直接进入步骤s4)；

s4)控制器单元31获取前电磁锁单元33和后电磁锁单元35的状态，根据前电磁锁单元33和后电磁锁单元35的状态生成对应的状态信息，根据监听到的现场命令、远程命令和前读卡器单元37或后读卡器单元38的信号生成历史操作信息，将所述状态信息显示在前显示屏单元34和后显示屏单元36，并将所述状态信息和历史操作信息通过can总线通信单元32发送至现场监控平台2；

s5)现场监控平台2获取所有现场二次屏柜对应的状态信息和历史操作信息，保存历史操作信息并将状态信息和历史操作信息发送至远程监控平台1储存。

通过上述步骤，本实施例的变电站二次屏门安全措施自动布置系统实现了以下功能：

前显示屏单元34或后显示屏单元36显示现场二次屏柜的状态(正常运行或检修)，远程监控平台1及现场监控平台2显示前后屏门开关的状态(开或关)；

远程监控平台1及现场监控平台2集中或单独控制开启目标现场二次屏柜的前后屏门；

可通过刷卡实现本地开启现场二次屏柜的前后屏门；

实现can总线对现场二次屏柜实施监控。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。