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摘要：传统防误系统存在实时性差以及现场操作过程不受控等问题，无法避免电力安全事故的发生。通过引入无线网络及移动视频，充分整合现有变电站资源，开发了一套集控模式下可视化操作监控防误系统，实现了防误系统的实时性交互以及现场操作全过程的全方位可视化监控，可有效避免误操作事故的发生，提升电力运行部门的运行管理水平。
关键词：可视化监控；智能防误；走空程；实时性；移动视频；全方位；
1.引言
随着国内电力体制改革的深入与电力系统的快速发展，地区级电力运行部门所管理的变电站日益增多，集控站管理模式得到了广泛应用，在充分整合受控站资源的基础上，提高了电力运行部门的工作效率。然而，传统的集控站管理模式中，防误系统实时性较差以及现场操作过程不受控，无法避免电力安全事故的发生[1-2]。在电网“三集”背景下，如何发挥集控站管理模式中集控站操作监控防误的作用，以加强现场操作过程的监控和改善防误系统的实时性，从而有效避免误操作事故的发生，是电力安全运行管理部门及电力安全企业急需解决的重要问题[3-4]。本文设计开发了一套集控模式下可视化操作监控防误系统，实现了防误系统的实时性交互以及现场操作全过程的可视化监控，可有效解决防误系统数据不能实时更新而存在的安全隐患和操作过程中不受控等问题。
2.系统设计
传统的集控站管理模式中，受控站防误系统一般采用离线方式或需要敷设大量电缆的在线方式。在离线方式中，操作人员使用电脑钥匙对现场解锁操作完成后，再通过适配器上传操作信息至防误主机以更新设备状态，即使采用操作一步上传一步的方式，在现场与主控制来回跑，也不能满足系统实时性要求，导致设备状态不能实时更新而存在很大的安全隐患，同时会造成操作和事故处理时间的延误，降低供电可靠性；而通过敷设大量电缆的在线方式，设备状态能实时回传并更新，但电脑钥匙在整个操作过程中处于离线状态，不能与防误主机实时通讯，无法避免操作设备因故障并未脱扣，出现设备“假变位”引起的“走空程”现象。无论是离线方式还是在线方式，集控站都无法有效的把控到现场，导致现场操作过程不受控而造成电力安全事故以及事后追忆无据可查等现象的出现。
传统的集控站管理模式中，为了监控设备及操作现场和设备巡视的目的，引入了视频监控系统，对集控站的安全运行管理提供了一定的安全技术保障。然而，视频监控系统未能纳入防误系统，与现场设备操作未能进行联动，仍存在监控不到位或不及时等问题。
通过整合集控站与受控站现有资源，合理配资，本文设计了一套集控模式下可视化操作监控防误系统，采用手持智能终端与防误主机及电脑钥匙间进行实时通讯，可解决设备状态实时更新问题，同时与监控后台通讯实时获取设备最新状态，可解决防误操作“走空程”问题；引入移动视频，结合固定设备视频，可有效解决现场操作监控不到位与不及时问题；同时通过全方面的视频监控，集控站运行监护人员能通过防误主机随时中断现场操作，可解决现场操作监管不力及操作过程不受控等问题。
3.系统结构
集控模式下可视化操作监控防误系统由在线智能防误闭锁系统与视频监控系统组成。集控站防误主机、受控站防误主机与视频监控系统通过供电局内部网络实现互联互通，手持智能终端与受控站防误主机间通过无线wifi实时通讯，与电脑钥匙通过蓝牙通讯，同时通过视频监控系统提供移动与固定视频。其系统架构如图1所示。
4.系统功能特色
4.1实时智能移动防误
通过无线wifi网路，站控防误主机与手持智能终端之间可实现实时的数据交互，再从后台监控系统引入遥测量与遥信量，实现了操作票模拟预演及设备操作全过程的实时智能防误。
倒闸操作时，现场监护人员使用手持智能终端通过无线wifi网络下载可执行操作票，操作人员使用电脑钥匙进行解锁操作。在进行每一项操作前，监护人员通过手持智能终端向防误主机申请当前操作设备是否允许操作，防误主机从后台监控系统实时获取所有设备的实时状态对当前操作设备进行实时防误逻辑判断，如满足设备防误逻辑条件，则返回允许操作指令给手持智能终端，手持智能终端自动生成对应的操作序列，通过蓝牙方式发送至电脑钥匙，操作人员拿着电脑钥匙按提示对相应的设备进行解锁操作，电脑钥匙解锁结束后回传操作设备状态至手持智能终端，手持智能终端再回传至防误主机，防误主机接收设备状态汇报后更新一次接线图形，从而达到图形与现场状态的统一；如不满足设备防误逻辑条件，则返回不允许操作指令，中止手持智能终端的操作，并给出错误告警提示，从而避免在操作过程中，因设备误动或操作不到位等因素而引起的电气误操作。
4.2操作防走空程
传统的离线型微机防误闭锁系统中，电脑钥匙在整个操作过程中处于离线状态，无法实时获取设备状态变化信息，设备的操作结果同电脑钥匙间无反馈，就无法避免因设备故障或人为因素造成的“走空程”现象发生。在实际运行操作中，“走空程”存在如下安全隐患：
1）设备本体故障（如断轴、脱扣等），操作设备但未变位；
2）已操作设备，但未到位；
3）打开防误锁具，但未实际操作设备。
通过引入手持智能终端及遥信量、遥测量，在在线智能防误闭锁系统、手持智能终端与电脑钥匙之间进行实时数据交互，从技术上避免了传统离线型微机防误闭锁系统默认五防锁具打开即代表一次设备操作到位的现象，同时，在线智能防误闭锁系统与后台监控系统的实时数据交换获取一次设备的实际状态，发现与电脑钥匙反馈的设备状态不一致，立即下发禁止指令，中止手持智能终端的操作，从而闭锁钥匙操作，禁止智能终端继续往下执行。对手持智能终端的每一步操作自动进行分步实时授权，可有效防止“走空程”现象的发生，杜绝操作过程中因一次设备误动作、状态误变化引发的操作隐患。
4.3误入间隔告警
对屏柜（间隔）操作前，通过手持智能终端扫描间隔的二维码才能启动间隔操作。操作人员进入操作区域后，监护人员通过手持智能终端扫描间隔二维码来判断操作人员是否走错间隔。若走对间隔，此时扫描的二维码与预存在操作票内二维码一致，电脑钥匙则可操作该间隔内对应的一次设备；若误入一次设备间隔操作，此时扫描的二维码与预存在操作票内二维码不一致，手持智能终端则会告警提示监护人员， 同时将错误信息实时回传至防误主机。
4.4操作全过程监控
防误主机通过扩展接口与视频监控系统进行有效结合，通过固定设备视频与单兵移动视频，使操作过程中的每个环节得到有效监控，从而实现操作全程可视化。
在操作过程中，根据当前待操作设备，手持智能终端自动发送相关信息发送至防误主机，防误主机通过接口从视频监控系统提取相应位置的视频，聚焦视频画面至当前待操作的设备，实现视频联动，执行完当前设备后，视频系统自动切换至下一个设备；同时，通过移动视频系统可将操作人员的第一视角画面实时传送至视频监控中心，且移动视频具有语音交互功能，可进行实时的语音沟通与指导，实现对现场操作过程的全方位监控与指导。
若视频监控中心工作人员预计有危险情况或误操作发生，可通过防误主机下发禁止指令，或通过移动视频系统进行语音沟通与指导，中止、取消或指导现场操作人员的操作，保障人身及设备安全。
5.总结
传统防误系统存在由于数据不能实时更新而存在的安全隐患和操作过程中不受控等问题。本文在充分整合现有变电站资源基础上，通过在变电站搭建无线网络，可实现现场与防误主机的实时数据交互；同时引入单兵移动系统，通过全方位视频监控与智能防误系统的联动，实现现场可控化的防误操作，加强对现场操作的远程监控和控制，从而有效避免误操作事故的发生，提升电力运行部门的运行管理水平。
参考文献
[1]李卫星.变电所智能可视化防误操作系统分析[J].科技创新, 2012,1:174-175.
[2]彭生江.基于智能变电站的防误闭锁系统应用研究[J].电力安全技术, 2014,9:54-59.
[3]肖家锴.提高电网集控站监控系统防误操作的可靠性[J].安徽电力, 2012,29(1):67-72.
[4]黄建林,刘国勇,张庆辉,等. 一种嵌入式配电网防误方案研究[J].供用电，2015，32(4):68-71.
基金项目
2014年度珠海市战略性新兴产业重大项目（2014D060199002）。
通讯作者
姓名：黄建林，联系电话：15812628526，E-mail：huangjianlin@contron.com.cn。
论文作者:王靖晖,张庆辉,刘国勇,黄建林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/6
标签：操作论文; 设备论文; 实时论文; 终端论文; 智能论文; 系统论文; 现场论文; 《电力设备》2017年第2期论文;