江蘇省電力公司常州供電公司 穆 迪 曹 丹

RFID技術(shù)在變電站遠(yuǎn)方許可中的應(yīng)用

江蘇省電力公司常州供電公司 穆 迪 曹 丹

RFID技術(shù)實現(xiàn)了公司管轄地區(qū)內(nèi)變電站設(shè)備的唯一編碼，為遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)的建立提供了技術(shù)支撐。本文介紹了基于RFID技術(shù)的遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)的構(gòu)成框架，詳細(xì)研究分析了電子標(biāo)簽、閱讀器、遠(yuǎn)方許可流程和管理軟件的功能，并提出了相應(yīng)的解決方案，解決了變電站鎖具編碼維護(hù)、管理混亂的問題，防止誤入帶電間隔、誤操作電網(wǎng)設(shè)備事故的發(fā)生。

射頻識別；五防鎖具；遠(yuǎn)方許可；電子標(biāo)簽

1.引言

隨著電網(wǎng)建設(shè)飛速發(fā)展，變電站內(nèi)設(shè)備大量增加，雖然通過微機(jī)五防鎖在一定程度上防止了誤入帶電間隔、誤操作電網(wǎng)設(shè)備等事故的發(fā)生，但是五防鎖的10位編碼只有1024種排列組合，存在兩個弊端：一是如果一個變電站內(nèi)設(shè)備數(shù)量超過1024個，鎖具編碼就會出現(xiàn)重復(fù)，給操作安全帶來極大的隱患；二是只能對一個變電站進(jìn)行控制，造成不同變電站的不同設(shè)備編碼相同。若檢修人員要在多個變電站依次進(jìn)行巡視、消缺等批量性工作，運(yùn)行人員必須一直跟隨檢修人員，在現(xiàn)場進(jìn)行電腦鑰匙的許可，大大浪費運(yùn)行人員時間和精力。

通過RFID可實現(xiàn)單個設(shè)備在全公司的唯一編碼(通常為64位、96位甚至更高)，在遠(yuǎn)方可同時對變電站內(nèi)任一設(shè)備進(jìn)行鑰匙解碼的許可，還可記錄開鎖各流程時間、解鎖人員，方便提醒和追溯，大大提高工作效率，保障設(shè)備運(yùn)行安全。

2.RFID技術(shù)原理

RFID，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID系統(tǒng)由閱讀器與電子標(biāo)簽及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部份所組成，其工作原理是閱讀器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給電子標(biāo)簽，用以驅(qū)動電子標(biāo)簽將內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸出去，然后閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用軟件系統(tǒng)做相應(yīng)的處理。

3.基于RFID技術(shù)的遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)

(1)在五防鎖具上粘貼一個RFID電子標(biāo)簽，在數(shù)據(jù)庫中建立標(biāo)簽編碼與變電設(shè)備的唯一對應(yīng)關(guān)系；

(2)遠(yuǎn)方許可管理軟件建立規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的申請、審核、許可流程及安全判據(jù)。

(3)電腦鑰匙內(nèi)裝有電磁鐵，在正常情況下閉鎖開鎖按鈕，即開鎖按鈕是不能按下的。當(dāng)讀取到與已授權(quán)的鎖具編碼相對應(yīng)的電子標(biāo)簽時，電磁鐵動作，開鎖按鈕可按下開鎖。

遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3.1 電子標(biāo)簽

考慮到成本和日后的免維護(hù)管理，使用體積小巧的無源電子標(biāo)簽。鎖具表面是金屬，為了在金屬表面有良好讀取效果，需使用抗金屬標(biāo)簽?？菇饘贅?biāo)簽是用一種特殊的防磁性吸波材料封裝成的電子標(biāo)簽，從技術(shù)上解決了電子標(biāo)簽不能附著于金屬表面使用的難題。選用的標(biāo)簽必須滿足戶外惡劣的工作環(huán)境（溫度、濕度、酸堿度），具有很長的使用壽命及安裝牢固度。

電子標(biāo)簽工作頻率的選取是關(guān)鍵，工作頻率不僅決定著射頻識別系統(tǒng)工作原理、識別距離，還決定著標(biāo)簽及讀寫器實現(xiàn)的難易程度和設(shè)備的成本。圍繞選定的頻率，才能進(jìn)行讀寫器的開發(fā)。

3.2 閱讀器

在變電站遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)中需使用的閱讀器有兩種。一種是維護(hù)鎖具編碼的電子標(biāo)簽閱讀器，讀取電子標(biāo)簽的編碼，并在數(shù)據(jù)庫中維護(hù)編碼與鎖具實際安裝位置的唯一對應(yīng)關(guān)系；一種是電腦鑰匙，用來存儲已經(jīng)得到許可開鎖的鎖具的編碼，讀取現(xiàn)場鎖具編碼后，經(jīng)比對確定該鎖具是否可以打開，電腦鑰匙還能記錄開鎖時間、開鎖人員等關(guān)鍵信息，方便日后追溯。

為了防止發(fā)生臨近鎖具編碼的誤讀，讀寫器選擇合適的讀寫距離，并且具備一定的防誤讀功能。

3.3 應(yīng)用軟件

3.3.1 遠(yuǎn)方許可流程

在工作票許可制度、部分二種票遠(yuǎn)方許可條例的基礎(chǔ)上，根據(jù)此遠(yuǎn)方許可技術(shù)的特性，擬定了一個不違背各項安全技術(shù)管理規(guī)定的遠(yuǎn)方許可流程。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成框圖

第一步：根據(jù)工作需要，變電檢修中心二種票簽發(fā)人在系統(tǒng)中選擇要打開的端子箱、機(jī)構(gòu)箱，即選定要打開的鎖具；

第二步：操作班運(yùn)行人員審核工作必要性，確定可以打開的鎖具，并批量許可；

第三步：獲得授權(quán)的檢修人員（工作票工作人員）將許可信息傳入電腦鑰匙，去現(xiàn)場打開鎖具進(jìn)行工作。

打開鎖具的申請、審核、許可應(yīng)和工作票的簽發(fā)、審核、許可流程結(jié)合，帶有許可信息的電腦鑰匙只能授權(quán)給工作票工作人員進(jìn)行操作。

3.3.2 系統(tǒng)管理軟件

根據(jù)擬定的遠(yuǎn)方許可流程和變電站端子箱、機(jī)構(gòu)箱編碼的安全判據(jù)，進(jìn)行相關(guān)軟件的開發(fā)。軟件分為鎖具管理系統(tǒng)和遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)兩部分。

鎖具管理系統(tǒng)對管轄地區(qū)內(nèi)所有變電設(shè)備的編碼進(jìn)行統(tǒng)計、維護(hù)，建立編碼和各設(shè)備鎖具的唯一對應(yīng)關(guān)系。運(yùn)行人員將變電站、間隔、設(shè)備的雙重名稱維護(hù)在軟件的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，通過閱讀器將鎖具上電子標(biāo)簽的編碼與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的設(shè)備一一對應(yīng)起來，完成鎖具的初始化過程。在傳輸開鎖解碼時亦能夠建立鎖具編碼的安全判據(jù)，確定該鎖具是否可以打開，同時記錄開鎖時間、開鎖人員等關(guān)鍵信息。

遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)根據(jù)遠(yuǎn)方許可流程實現(xiàn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化的遠(yuǎn)方許可工作，允許打開某個變電站某個防誤鎖具或者多個變電站的多組防誤鎖具，在避免誤開、誤碰運(yùn)行設(shè)備的基礎(chǔ)上減少重復(fù)操作，提高運(yùn)行人員的工作效率。

當(dāng)檢修人員需要解鎖時，將電腦鑰匙與電腦相連接，根據(jù)當(dāng)天工作票內(nèi)容在系統(tǒng)內(nèi)選擇相應(yīng)設(shè)備，向運(yùn)行班發(fā)出許可防誤鎖具的檢修申請。運(yùn)行人員收到檢修申請后，審核并確認(rèn)申請人、工作內(nèi)容、工作時間、申請鎖具等相關(guān)信息，若信息正確，批準(zhǔn)；若信息有誤，進(jìn)行駁回。在傳輸開鎖解碼時亦能夠建立鎖具編碼的安全判據(jù)，確定該鎖具是否可以打開，同時記錄開鎖時間、開鎖人員等關(guān)鍵信息。

4.結(jié)束語

通過在原有五防掛鎖具表面粘貼低成本無源電子標(biāo)簽，實現(xiàn)變電站所有在役設(shè)備的唯一編碼；遠(yuǎn)方許可系統(tǒng)建立了規(guī)范的申請、審核、許可流程，實現(xiàn)了操作信息的自動存儲，極大的降低了運(yùn)行人員工作量，解決了變電站長期以來各種鎖具編碼維護(hù)、管理混亂的問題，保障了變電站內(nèi)設(shè)備及人員的安全，防止誤入帶電間隔、誤操作電網(wǎng)設(shè)備事故的發(fā)生，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行的可靠性。

[1]郎為民.射頻識別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006,8.

[2]蔣立新,康繼剛.電子標(biāo)簽的應(yīng)用與發(fā)展[J].國防技術(shù)基礎(chǔ),2004,(3):35-37.

[3]陶玉芬.RFID技術(shù)應(yīng)用展望[J].電腦技術(shù)應(yīng)用,2006(68):5-8.

穆迪（1984—），男，江蘇省電力公司常州供電公司助理工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)自動化。曹丹（1985—），女，現(xiàn)供職于江蘇省電力公司常州市農(nóng)電電力有限公司，主要研究方向：電力系統(tǒng)自動化。