摘要：变电站是电力系统生产活动的基层结构，随着倒间操作、运行维护、设备巡视、事故或异常处理等作业行为在变电站中的大量开展，如何有效管控变电站运维现场的作业行为，防止事故发生，成了变电运维管理中的难题。目前现场的安全管控制度已经完备，工作票制度、操作票制度、标准作业卡制度、危险源点分析管控制度均是保障安全生产的手段，但这些组织措施的有效性依赖于作业人员的规范执行，层次不齐的人员素质和现场突发的作业环境会埋下安全隐患。因此，研究变电站内的精确定位技术及近电报警技术，为作业人员提供现场多重安全防护管控措施，将有效降低人员责任事故发生几率，提高变电作业现场安全管控水平。
关键词：变电站；压缩感知；多目标定位；时间同步
1变电运维现场作业的现状
在变电站运行维护过程中，需对设备进行定期巡视、检查，及时发现并处理设备故障或隐患，处理事故异常情况，Ｗ保证设备安全正常的运行。由于电力现场作业的复杂性和危险性，电力现场作业管理历来是电力安全生产的极其重要的环节Ｗ，常会出现误操作和安全隐患。各种电气设备的操作都涉及到人的因素，现场检修、维护工作中的停电、送电操作还是依靠人来判断所要操作的间隔是否正确。由于设备基本相同，容易造成误操作。目前现场的安全管控制度已经完备，工作票制度、操作票制度、标准作业卡制度、危险源点分析管控制度均是保障安全生产的手段，但这些组织措施的有效性依赖于作业人员的规范执行，层次不齐的人员素质和现场突发的作业环境会埋下安全隐患。而现有变电运维现场的安全防护技术也存在一定的局限性，视频监控设备安装相对固定，管控范围有死角；五防装置只能管控常规倒闽操作，无法满足特殊运方及检修操作。因此，如何提高变电站运维作业现场安全管控水平是电力生产过程中的迫切难题。
2变电站运维现场安全监控平台
变电运维现场安全防护与监控平台是近电报警装置和精确定位系统的统一管理和控制平台。运行于变电站内，与近电报警装置和精确定位系统完成数据交互，共同组成有机整体，通过监控平台的解析，处理，过滤从而达到智能化、自动化的监控，实现了人员定位，数据传输，人员监控的功能，实现数据展示和统一智能管控的功能，为实时了解现场工作人员的状态提供管控手段。监控平台通过消息中间件服务保证消息数据及时、可靠、有序的传输、通过数据解析算法将数据进行格式化，通过偏移过滤算法过滤掉定位不精确的数据，通过报警算法保证了对超出一定范围和一定时间的人员进行报警，并屏蔽了报警时间的误差。可对外提供数据接口，可对管控目标进行身份识别，设置工作区安全区域并对工作区域进行分析判定，通过实时定位跟踪实现人员监护管理程序，对超出安全工作区域的作业行为进行报警提示，同时对工作人员靠近带电体的距离超出安全规范的行为进行报警提示。
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3超声高精度定位系统
超声高精度定位系统研制过程中，为了增加超声波传播距离，提高超声定位信号抗干扰能力，采用了基于伪随机调制载波的超声正交扩频编码技术，比未采用编码的超声信号在同等发射功率下，传播距离远4倍。为了保证作业人员定位精度，本文采用了传输时差定位技术。此技术通过比较超声波定位信号到各个定位节点空气中传播时间作为计算目标节点的依据，其特点为定位精度高，它被广泛应用于GSP、北斗、ＵＷＢ等高精度定位系统中。为了准确计算超声波在空中传播的时间需要整个定位系统中各个节点采用统一的时间系统运行，根据定位精度要求各个节点时间误差不能大于ｌＯｕｓ，在本文中研究并实现了高实时性无线传感器网络协议，其特点主要高精度时间同步能力、佩戴在人体上的碌动节点具有低福射性等优点。高精度时间同步能力为传输时差定位技术提供了强有力时间基准平台。为了加快提高定位精度增加目标节点定位算法计算时间，将定位系统中的射频信号也参与到定位算法中，巧成多维多目标异构信息融合技术并取得了较好的效果。
4近电报警技术
新型近电报警装置通过多电极电场场强检测得出现场作业人员环境的安全等级。本文提出了基于压缩感知原理解决工频电场计算方法，它的特点是通过现场极少数点位电场场强测量值，可Ｗ还原出整体现场环境工频电场场强数字化分布，并有效地缩短了电场场强建模时间，形成的模型更趋于实际现场电场场强分布，计算速度快，这是模拟电荷法、边界元法等场强计算方法不具有的优点。针对现场复杂的电场环境，载体的体积限制，Ｗ及实现的便利性，在多层电极设升上采用悬浮体法，该方法的优点是不需要参考地平面，而地参考法是需要Ｗ地平面作为参考，不利于在便携式设备上进行事先，光电法与悬浮体法相似都不需要参考电极，但是该方案需要使用光纤，电路比较复杂也不适合低成本的大规模应用。基于Ｗ上考虑选择悬浮体法为最优方案，利于在便携式设备上实现搭载。由于安全帽佩戴在人体上，人体电阻的值并不稳定，而且随着人体穿戴的物品也会直接影响的阻值。单点电极测试方法会因为人体电阻阻值的浮动造成电场场强采集精度下降。为了能够进一步识别出电场梯度信号，常规的单电极方案也无法实现，故而在电极结构设计上采用分层电极作为采样使用的前端传感器，用于对电场的场强梯度进行特征识别，通过同时采集各个电极上的感应电动势，可计算其之间的差值来屏蔽电阻，获得较为精准的电场场强梯度值。根据值梯度变化来判断具体电场场强大小。
5结束语
本文所开发的电场强度与安全距离模型在其他变电站的应用准确性有待验证，出现差异情况如何进行分析调整也需深入研究。同时，监控平台的工程化应用需同变电站的业务系统相结合。近电检测和定位系统装置已得到功能应用验证，包括结构、电源等的工程化应用推广工作还需在今后开展专题研究和探索。安全生产是是电力企业永恒不变的主题。可以预见，未来随着智能电网建设的不断推进，智能化信息化的变电运维安全防护技术将得到不断创新发展和应用推广。
参考文献：
[1]李雪梅，谢江宏，杨新爱.基于物联网技术的变电站安全管控技术的研究与应用［Ｊ］．华东电力，2013，41（012）：2541-2544
[2]钱毅．基于云计算和视频智能分析的变电站视频及环境监控系统升级方案设计［Ｊ］．电力学报，2012，26（2）：151-155
论文作者:柯伯湘,欧鸥
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：作业论文; 电场论文; 现场论文; 场强论文; 变电站论文; 电极论文; 时间论文; 《电力设备》2019年第8期论文;