［摘 要］對變電站二次設(shè)備進行維護檢修時，運行人員需要對壓板、空開等二次設(shè)備進行人工核對確認，自動化程度低，工作任務(wù)繁重。文章介紹了一種控制保護系統(tǒng)二次設(shè)備的智能安全防護裝置，由現(xiàn)場硬件、智能控制、網(wǎng)關(guān)、后臺服務(wù)器等聯(lián)合組成智能安措系統(tǒng)，通過后臺小程序一鍵完成智能鎖布防撤防的功能，利用后臺管理系統(tǒng)即時接收告警信息并進行告警管理和設(shè)備管理，在運行設(shè)備和施工設(shè)備之間形成一道可靠的智能防線。該裝置提高了人員的工作效率，降低了保護設(shè)備的誤動風(fēng)險，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了重要保障。

［關(guān)鍵詞］變電站；保護裝置；二次設(shè)備；智能安措

［中圖分類號］TM77 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0094–03

1 二次設(shè)備防誤操作現(xiàn)狀

長期以來，繼保班組進行保護裝置的維護定檢時，運行人員需要根據(jù)工作票內(nèi)容，將同一保護屏內(nèi)的無關(guān)設(shè)備進行隔離。常用的方法是利用黃色警示帶覆蓋住與工作無關(guān)的壓板、空開、操作把手、端子排等。但黃色警示帶隔離效果不佳，存在掉落風(fēng)險，且警示帶有粘性，拆除時極易殘留污漬。整個過程靠運行人員純手工操作，工程量大，容易觸碰到設(shè)備連線或設(shè)備本身上，影響電氣回路，造成設(shè)備損壞或誤動作。特別是在無人值班站，電話下達許可方式的普及，運行人員更加難以把控現(xiàn)場情況。

2 二次設(shè)備智能安措系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計

如圖1 所示，智能安措系統(tǒng)主要分為4 個模塊：前端硬件、智能安措網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)后臺、微信小程序。其中，安措網(wǎng)關(guān)通過TCP Socket 與后臺服務(wù)器建立連接通道，用于數(shù)據(jù)交互；后臺服務(wù)器提供一個API接口，用于微信小程序的賬號驗證及項目數(shù)據(jù)同步。而硬件的狀態(tài)信息則由網(wǎng)關(guān)通過433 信號和Wi-Fi 信號同步給系統(tǒng)后臺，實現(xiàn)對現(xiàn)場二次設(shè)備的監(jiān)視。

2.2 硬件設(shè)計

控制保護系統(tǒng)二次設(shè)備的智能安全防護裝置的硬件部分由屏蔽罩和智能鎖兩部分構(gòu)成，鎖固定在屏蔽罩上。材料選取透明亞克力板，在保證了材料強度的同時，也不會影響對設(shè)備的觀察。根據(jù)二次設(shè)備的不同，設(shè)計了多種長度尺寸的屏蔽罩，并且屏蔽罩之間可以進行連接，保證可以適應(yīng)不同的長度，最長支持2 m 的屏蔽。屏蔽罩外形依據(jù)所保護電氣設(shè)備外形的結(jié)構(gòu)設(shè)計，中間鏤空，采用靈活擋板來保護需要保護的設(shè)備，如圖2 所示。當外部觸碰到屏蔽罩時，將觸發(fā)智能鎖3D 傳感器告警。

2.2.1 屏蔽罩設(shè)計

保護測控屏內(nèi)的二次設(shè)備主要分為壓板、空開、端子排、操作把手等。由于壓板在布局上的高度密集性，所以圍蔽上通常以排為單位，將不同排的壓板作為一個整體進行隔離。屏蔽罩上有一個個鏤空小孔，適配有相同尺寸的可拆卸擋板，對非工作區(qū)域形成遮擋。屏蔽罩整體采用磁吸固定在智能安全防護裝置上，不與二次設(shè)備接觸，保證了設(shè)備和人身的安全。同時，磁吸強度經(jīng)過測試，完全能承受住屏蔽罩自身重力或正常外力干擾，杜絕了屏蔽罩由于外界因素掉落的風(fēng)險。

針對空開位置的不同，對柜內(nèi)與柜外的空開屏蔽罩進行了區(qū)分，柜外空開本身就處于一個凹槽內(nèi)，屏蔽罩可制作成平面，減少空間的消耗。而柜內(nèi)空開的屏蔽罩則與壓板類似。端子排是二次線路連接的區(qū)域，線路密度大，且直接裸露在外界，極易產(chǎn)生脫線、觸電等危險，其屏蔽則是以長度作為量化，對非工作端子整體圍蔽，使外界無法觸碰到二次接線。操作把手是保護測控的控制機構(gòu)，相對其他裝置較為獨立，使用單個的小型屏蔽罩就可實現(xiàn)隔離。

2.2.2 智能鎖設(shè)計

智能鎖是實現(xiàn)監(jiān)控功能的關(guān)鍵裝置，外殼上貼有不同的二維碼進行區(qū)分，并設(shè)置了3 個小燈便于觀測智能鎖狀態(tài)，如圖3 所示，通過觀察小燈的顏色和閃爍頻率可識別所處的狀態(tài)。指示燈狀態(tài)見表1。

智能鎖能實時感應(yīng)屏蔽罩的狀態(tài)，當屏蔽罩或擋板被人為移動時，智能鎖將會震動，告警指示燈閃爍同時發(fā)出警報聲，提醒現(xiàn)場工作人員觸碰到無關(guān)設(shè)備。并且智能鎖還會將告警傳送給后臺，告知運行人員正有人觸碰運行設(shè)備，使得運行人員可以及時前往查看，避免事故的發(fā)生。

2.3 軟件設(shè)計

為了實現(xiàn)現(xiàn)場布防和后臺監(jiān)視，將智能安措的控制軟件分為以下兩個部分。

（1）后臺管理系統(tǒng)（圖4），用于項目管理、設(shè)備狀態(tài)管理、用戶權(quán)限管理及日志管理，在后臺系統(tǒng)可以對智能安措裝置進行實時管控。

（2）可以在移動設(shè)備上進行操作，通過微信小程序掃一掃智能鎖上的二維碼，實現(xiàn)對二次設(shè)備的快速設(shè)防與撤防。項目創(chuàng)建時會自動生成一個版本號，此版本號會根據(jù)項目變動而更改。后臺會將此版本號發(fā)布至項目相關(guān)的安措網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)通過433 信號同步至前端設(shè)備上。當用戶使用小程序通過藍牙連接前端設(shè)備時，會讀取設(shè)備上的版本號與小程序緩存的版本號進行比對，如果一致才允許小程序?qū)υO(shè)備進行布防/ 撤防操作。

3 裝置的實際應(yīng)用

3.1 應(yīng)用情況

以某變電站為例，引入智能安全防護裝置之前，繼保室的安全措施全由人工完成，時常發(fā)生隔離措施掉落的問題，日常工作需要運行人員定期巡視監(jiān)督，加重了工作任務(wù)。在智能安全防護裝置試運行后，完成了現(xiàn)場與后臺的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，將所有試點的二次設(shè)備屏蔽罩狀態(tài)在監(jiān)視界面集中顯示，現(xiàn)場有任一安全措施遭到破壞，后臺主機同步發(fā)出告警，提醒運行人員前往查看，成功解決了以往安全措施難以監(jiān)測的難題。

試運行期間，安全措施的完整率為100%，后臺信號的正確率為100%，二次設(shè)備的誤操作率為0。數(shù)據(jù)表明，該裝置的可靠性高，穩(wěn)定性良好。試驗過程中成功實現(xiàn)了裝置的預(yù)期效果，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和運行人員的減負起到了積極的作用。

3.2 性能分析

（1）智能鎖與屏蔽罩一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，防護更為靈敏可靠，當外部觸碰到屏蔽罩時，可立即觸發(fā)告警。

（2）屏蔽罩有多種尺寸大小，可以滿足不同的工作需求，并且屏蔽罩可以進行級聯(lián)，實現(xiàn)全方位、最大化防護。而且屏蔽罩采用透明材質(zhì)，能夠清晰辨識壓板名稱，使用后不會遮擋其他設(shè)備，不會產(chǎn)生像傳統(tǒng)標識牌阻礙工作開展的現(xiàn)象。

（3）智能安措系統(tǒng)采用人工智能及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用三制式網(wǎng)關(guān)，使報警及防護功能更快、更智能、更規(guī)范、更安全。

（4）系統(tǒng)操作日志在服務(wù)器進行記錄存檔，可作為將來事件回溯的參考依據(jù)。

4 結(jié)束語

智能安全防護裝置的應(yīng)用成功解決了二次設(shè)備難以統(tǒng)一管理的缺點，通過技術(shù)手段將現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)實時回傳到后臺，提高了運維效率，節(jié)省了大量人力資源。同時，智能安全防護裝置形成了全封閉硬質(zhì)防護，不僅布防簡單，而且避免了誤碰或誤操作，安全性得到了有效保障。擅自變更現(xiàn)場安措時系統(tǒng)也將會記錄和提醒，增強了安措的可靠性。而且整個布防過程不會觸碰到二次設(shè)備，杜絕了因操作失誤造成設(shè)備誤動的風(fēng)險。在后續(xù)的研究中，可對后臺界面和小程序做進一步優(yōu)化，使之更加簡潔明了，以便大范圍的推廣。

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