（国网苏州供电公司 215000）
摘要：主要介绍了无人值守变电站安防管理现状和问题，为解决这一问题设计开发了智能布撤防系统，并阐述了系统软件和硬件实现的关键技术，通过这一系统可提升变电站的安防管理水平。
关键词：门禁；智能；布撤防；安防
1、无人值班变电站现状和问题
随着电力自动化技术的发展，变电站基本实现了集控中心加无人值班的运行维护模式，现在每个变电运维班就是一个集控中心，它负责1个区域内多个变电站的日常巡视、操作和许可外来人员施式等工作，变电站的智能化管理已经成为一种必然的趋势，这要求必须改变传统的管理方式，提高管理效率，提升科技含量，确保变电站在无人值班的情况下安全生产可控、在控，不断提高管理水平。
经过多年的变电站智能辅助监控系统的建设，国网苏州供电公司在无人值班变电站的安全防范方面做了大量工作，配备了大量的入侵报警装置、门禁设备及视频监控设备等安防措施，但在实际工作中还存在一些问题：
1）国网苏州供电公司管理的220kV及以下变电站，采用的霍尼韦尔系列安防系统，此系统装备于2006年，早期安装的安防系统只能满足基本的安防需求，有的系统只能通过手动方式对安防系统进行布撤防操作。
2）多数无人值班变电站的安防报警信号已经上传到了调度监控中心，根据现有的管理机制，如果变电站有工作人员巡视和施工时，需要进行撤防操作，否则就会不断出现报警信息。
3）当巡视和施工人员离开变电站后，需要进行布防，如果忘记布防，整个变电站的安全防范就处于失控的状态。
4）每个变电运维班要负责多个变电站，当几个变电站同时有巡视、施工和检修等作业时，值班人员无法及时修改安防系统的布撤防状态，变电站报警信息会出现误报和漏报，造成安防管理上的混乱。
2、智能布撤防系统的设计
2.1 安防报警系统
安防报警系统是指自动探测发生在布防监测空间区域内的侵入行为，产生告警信号并提示入侵区域的防盗告警系统。通常由安装在重要出入口、周界、室内、窗户等处的电子围栏、红外微波双鉴探测器、门磁、窗磁、应急报警按钮、报警主机、声光报警器、管理键盘等组成。
苏州供电公司变电站大多数采用的是霍尼韦尔早期的2316安防系统，这个产品是霍尼韦尔公司1998年设计的系统，防着电子技术的发展，霍尼韦尔已经推出了几代新型的安防系统，其智能化程度也越来越高，但没有对这一版本的安防系统提供智能化升级的接口和方案，2316安防系统的拓扑结构如下：
2.2 门禁系统
变电站站端门禁控制单元将门禁控制信息、故障信息经电力内部网络传输到门禁系统主站服务器，通过平台软件处理，实现对站端门禁装置、系统用户、权限、数据等的管理和操作，变电运维班通过客户端的计算机可对所管理的变电出入口进行管理控制。
现在大多数变电站采用的门禁系统是广州瑞立德系统，他的拓扑结构如下：
本次技术改将造从JNT系门控制器取得与电控门同步的控制信号，这个信号可以设置为开关干接点，也可以调试为开关脉冲信号。现有的硬件电路上已经兼容这两种信号。
2.3 条件限制
根据变电站的管理要求，不能全部更换设备，不能进行土木施工，不能改变目前的电气系统，确保现有系统正常运行，只能在现有的设备上引出必要的少量信号，要在短期内完成相关的升级改造。
2.4 系统难点和关键技术
2.4.1 系统设计思路
结合变电站施工管理相关的管理要求，我们设计了以下改造方案：由门禁系统引出信息，通知安防系统进行撤防和布防。要求到变电站进行作业和施工的人员，每一次进出电站都要求使用门禁卡（外包单位施工完成收回），作业和施工过程中进入变电站和离开变电站都必须刷卡。
因此，我们的设计思路如下：由门禁控制器引出一个滴答信号，将此信号翻译成2316PLUS的理解的指令，作业2316的Data信号线引入，触发安防系统的布防和撤防操作。
2.4.2 系统硬件实现要点
理解2316PLUS的通信协议是实现系统的难点，由于年代久远，产品代理商已经失联，从霍尼韦尔公司取得技术支持的可能已经失去，必须由我们自己来破解或都改造这个协议才有可能通知安防系统。为了防止两个系统之间产生信号干扰，必须对输入信号与输出信号进行有效的隔离以免破坏了其它系统的工作环境。必须兼容目前门禁系统的各种信号输出，我们设计方案如下图，选用STM8S103单片机，构建协议模拟器
使用78L05产生MCU工作的5V电源，电源的来源是2316PLUS输出的12V直流，另处还有MCU带晶振电路，仿真高度端口，还留有三个发光管分别用于指示当前工作状态，红色指示布防，绿色指示撤防，黄色指示通迅和工作状态。
为了实现信号输入的隔离：需要特别说明的是信号隔离电路兼容的干接点输入和脉冲信号两种输入，如下图所示：
1）1，2接是干接点输入；
2）2，3接是脉冲输入，其中2是脉冲正，3是脉冲负；
3）可长期接信号。
2.4.3系统软件实现要点
系统软件设计的主要难点是获得2316PLUS的通信协议，主要是如何验证协议，我们使用的方法是：用串口监视工具CommMonitor，和两上USB转串口，监视串口的指令，用串口调试助手，查看指令在布防工作时分别给出什么样的指令，是否可以被确认并回复，监听主机与键盘接线图如下：
设计流程图如下：
●mcu上电后，初始化时钟与串口，查询端口是否有JNT发来的开关量或脉冲信号；
●有信号则进行多次采样确信，串口发出布防信息数据给2316PLUSII。主机接收信息执行相应动作，并回复相应信号。
●再查询端口是否有JNT发来的开关或脉冲信号，有信号则进行多次采样确信后，串口发出布撤防信息数据给2316PLUSII，主机接收信息执行相应动作，同样回复相应信号。
3、小结
本产品已经应用在以下站点：220kV七海坝变、220kV兆丰变、220kV三兴变和220kV店岸变，经过综合集成测试，特别是多进多出门禁系统测试，运行效果良好。
变电站智能布撤防系统充分利用变电站现有的设备，实现门禁系统和安防系统的智能联动，真正实现了变电站安防系统现场的可控、在控，提高了管理效率、提升了管理水平，下一步将在无人值班变电站进行广泛地推广。
参考文献：
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[4] 郑冬仙.无人值守变电站防盗及环境监测报警系统[J].电力信息化，2007，5（9）：79–81.
作者简介：
朱义忠，熊斌，江苏省苏州市供电公司，邮编215004。
论文作者:熊斌,朱义忠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：变电站论文; 系统论文; 安防论文; 信号论文; 脉冲论文; 门禁论文; 串口论文; 《电力设备》2017年第7期论文;