集控站无线五防系统设计分析

集控站无线五防系统设计分析

李亚飞

广州雅居乐环保集团 广东 广州 000000

摘要：随着我国经济的发展，对电力资源的需求不断增加，这也对我国电力系统提出了更高的要求。但目前我国因为人为误操作造成的电力事故时有发生，非常不利于我国电力行业的发展。同时我国变电站监控系统存在盲区，对电气设备的管控存在漏洞，也容易造成维修人员的伤亡。因此就需要采取一定的防误操作技术，减低误操作事故的发生。但目前我国电力企业所采用的防误操作系统依然无法完全避免误操作的发生，对我国电力系统的运行依然存在着威胁。因此，本文对集控站无线五防系统进行设计，希望能为我国电力行业的发展提供一些参考。

关键词：集控站；无线五防系统；系统设计

0引言

随着我国对电力资源需求的不断增加，电力网络规模不断扩大，电力事故的发生概率逐年增高，其中人为误操作导致的电力事故占比较大。而我国部分电力企业并没有做好充分的防护措施，更是缺少有效的防误设备，因此无法避免误操作事故的发生。虽然我国已经出台了关于高电压设备的五防要求，但是从目前的实际情况来看，误操作事故依然时有发生，还需要进一步的进行解决。由此可见，传统的防误操作技术已经无法满足我国变电站的自动化需求，因此就需要对其进行优化和创新。为了提高防误操作系统的灵活性和安全性，本文对集控站无线五防系统进行设计。

1系统总体框架设计

图1总体框架设计

本文设计的防误操作系统主要由五个层面构成，主要包括过程层、间隔层、站控层、应用管理层以及数据层。其中过程层的主要功能是安装控制系统的控制设备，这就包括继电器、安全锁以及编码锁等，过程层为其他层面功能的实施提供了硬件支持；间隔层主要起到连接上层的作用，是系统所需要的各类无线网络的路由，本文的总体架构采用了ZigBee无线网络，该网络的无线通信功能可以满足系统的实际需求，也是本文的设计关键之一；站控层是系统服务器的所在由多个电控站构成，各电控站之间的距离较远，其管理都通过站控层进行，避免了各站点之间的相互影响；应用管理层是系统的对外接口，能够通过接口为用户提供相应的服务，用户也可以通过应用管理层对自身的信息进行设置和管理，并实现对整个系统的控制和检测。

2系统硬件设计

通过对系统总体框架的分析，本文所设计的无线五防系统的硬件设计主要包含以下部分：

2.1防误主机

在防误主机中，图形软件具有重要地位，可以完成操作模拟、任务生产以及设备的实际操作等，可以有效的对操作人员的行为进行预判达到预防误操作的目的，逻辑判断和实时防误是图形软件的主要功能。防误主机与ZigBee网络技术相结合有利于数据信息的传递。目前防误主机的主要功能有以下几点：一是将主机与受控电站建立联系，从而获取到设备实际的运行状态，并对操作人员的行为逻辑进行模拟。二是防误主机具备五防功能，当电站在实际运行过程中出现故障时可以准确地获取到故障位置；三是防误主机在一定权限内可以对技术人员下达操作指令，在通过远程集控技术对设备的外部环境进行检测，保证设备维护工作的正常运行。四是集控站可以接收到控制站所采集到的数据信息，并提前制定防误操方案，实现对受控站的实时监测；五是防误系统自身具有手动和自动数据处理通道，当变电设备出现故障时，系统将会发出警报并及时提醒技术人员进行处理。

2.2通讯适配器

该设备是无线网络与防误主机建立联系的重要设备，可以实现二者数据信息的传递。在主机上完成的操作指令都会以秘钥的形式发送出去，并对变电设备进行控制和数据信息的传递。同时通讯适配器本身也可以为电脑秘钥进行充电。

2.3基站

ZigBee无线网络的核心就是基站，可以帮助用户完成注册并根据用户权限进行访问能控制。同时基站也可以与适配器进行连接，利用无线信道与其他基站建立联系，最后基站也可以向无线网络的路由设备提供同步服务，同时在基站外部拥有硬件接口满足系统的扩容需求。基站之间会形成网络覆盖，满足设备的通信网络需求。

2.4电脑钥匙

电脑钥匙是通讯适配器在转换过程中形成的，可以在无线网络中进行传递。在对设备进行控制时，操作人员每完成一次操作，电脑钥匙都会通过无线网络上传到防误主机当中，主机会对操作人员的操作行为进行逻辑判断。电脑钥匙只有收到主机的操作指令后，才允许操作人员进行下一步的操作。如果主机判定操作人员的操作行为不符合规定，将会向电脑钥匙发出纠正的指令，帮助操作人员及时纠正错误行为，实现实时防误功能，保证系统安全平稳运行。

2.5防误锁具

依据设备的不同需求和集控站的实际情况，需要选择适合的防误锁具，目前较为常用的防误锁具有电气解码锁与机械解码锁，随着系统信息化程度的提高，电气解码锁的应用范围更加广泛，但是如果设备处于恶劣的自然环境中，可以使用稳定性和可靠性较高的机械解码锁。

3软件功能设计

3.1开票功能

五防系统的核心功能就是开票功能，本文所采用的开票流程如图2所示。

图2开票功能流程

当用户进行操作后，系统就会自动对用户的操作行为进行判断，只有正确的操作才能继续进行后续的开票流程。用户可以根据系统生成的开票信息按照提示完成相关操作。并且整个开票流程所产生的的数据信息都会上传到服务器当中。

图3开票逻辑流程

开票的逻辑流程如图3所示，当操作人员收到操作命令后，开始编写需要进行操作的任务，当编写的命令适合被控制设备且逻辑符合要求后，则可以生成操作票并进行打印，最后操作人员可以依据打印的操作票完成系统的操作。

3.2权限管理功能

权限管理功能是对用户的权限进行管理，主要依据用户的角色和岗位来分配相应的操作权限，同时权限管理功能也具备添加新用户、删除老用户和修改用户信息的功能。同时可以根据用户的角色和岗位变动情况自动调整权限范围。

3.3票库与操作日志功能

票库具备查询、修改和删除等功能，用户也可以将事先编辑的票导入到系统当中。新票的开具应以历史票据为模板，并最终使用Word文档进行整理。操作日志功能是对系统的所有操作行为进行实时记录，这便于技术人员查找事故原因和分析，同时也有利于企业总结管理经验提高管理效率。

3.4五防功能

防误主机具备五防逻辑编辑功能，同时与电脑钥匙与锁具的配合，可以实现对电气设备的强制性闭锁，以保证设备的安全，对于无法进行强制闭锁的设备，也会通知工作人员进行手动关闭。五防功能基本可以满足电力系统的防护要求，工作人员可以提前进行操作模拟，一旦发现操作流程出现异常，系统会及时提醒工作人员对操作流程进行整改，并对当前操作行为进行锁定，如果操作正确，则可以继续进行后续的操作。

3.5发送和接收遥信

针对监控系统无法进行采集的设备状态，如设备接地线情况、设备柜门的开关状态，都可以采用在线对位和手工设置的方式，来进行数据信息的采集，并将这些设备的状态发送到防误主机。通过与监控系统的数据信息交换，并最终获取到这些设备的实际运行状态。

4结语

近些年来，随着我国经济的发展，我国对电力资源的需求不断增加，更多的科学技术应用到电力系统之中，而集控站无线五防系统也将会得到不断的进化，从而更好的应用到电力系统之中。本文针对传统五防系统存在的不足，对无线五防系统的软件和硬件进行设计，希望能为我国电力系统的平稳运行提供一些参考。

参考文献

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