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          ST-WJFW-PI型 配網智能防誤系統 

          發布日期:2015-12-16點擊數量:

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          ST-WJFW-PⅠ型配網智能防誤系統
           
          一、概述
              電網調度和運行過程中的防誤包括兩個層面上的內容:第一,預演時防誤。指的是制定操作票時,防止擬票錯誤的防誤。第二,執行時防誤。指的是在按操作票執行操作任務的過程中,確保每一步操作正確的防誤。
              電力系統的電氣設各誤操作威脅著電力系統的安全運行,它可能導致大面積停電、電力設各損壞、系統振蕩瓦解,甚至發生人身傷亡事故。為了有效防止電氣設備誤操作引發的人身和重大設備事故,原水利電力部于1980年將防止電氣設備誤操作事故列為電力生產急需解決的重大技術問題發布,1990年提出了電氣設備防誤的要求,并以法規形式規定了電氣設備防止誤操作的管理、運行、設計和使用原則。電力系統的防誤操作分為變電站站內設備防誤操作和配網設備防誤操作兩種。
              變電站站內設備防誤操作是指在操作變電站設備時,要實現執行操作任務時的“五防”,即:
              (1)防止誤分、誤合斷路器。
              (2)防止帶負荷誤分、誤合隔離開關。
              (3)防止帶電掛接地線或合接地開關。
              (4)防止帶地線或接地開關合斷擠器或隔離開關。
              (5)防止誤入帶電間隔。
              電力部門要求變電站相關設備必須安裝防誤閉鎖裝置,以達到防誤要求。
              配網及線路設備防誤操作是指操作線路上的設備時,要實現的防誤操作。由于輸電網和高壓配網線路上一般不安裝開關類設備,因此,線路設備防誤操作一般指配電網線路設備防誤操作。配電網線路中的防誤操作與變電站站內防誤操作有所不同,它包含“五防”中的前四防內容。此外,配電網線路中的預演時防誤還包括如下一些內容:
              (1)誤停雙電源用戶供電;
              (2)造成保電用戶停電;
              (3)誤造成雙電源用戶為同母線供電;
              (4)使有缺陷的線路過載;
              (5)未考慮操作有缺陷的開關、通引的開關;
              (6)未考慮線路完工后將線路所有聯絡處重新定相;
              (7)未考慮挑火線路隋況;
              (8)未考慮在有自備小發電的用戶側線路加掛工作地線。
              配電網調度智能防誤操作系統即是在電網一次系統圖上進行邏輯分析判斷、起到預演時防誤、執行時防誤作用的一套軟件管理及系統。系統主要圍繞著調度防誤模擬、擬票審核頂令、正令監護執行、自動防誤演示幾大調度主要業務,實現了方式操作與供停電顯示、潮流及功率流向顯示、合環運行情況分析等功能。配電網調度智能防誤操作系統實現了配電網調度模擬操作、智能辨識操作命令、誤操作判別、操作變位保存、流轉下發等功能。實現了調度操作的人機把關,為調度操作增加了安全保障。
          配電網調度智能防誤操作系統一般具有的軟件架構如圖1-2所示:
          系統在計算機軟件架構方而主要其有以下幾方而的特點:
          (1)Client/Server(C/S)與Browser/Server(B/S)結合的系統結構
          系統采用C/S與B/S結合的體系結構,其中C/S結構結合兩端硬件的特點,將任務分別分配到Client端和Server端。在B/S結構中,WWW瀏覽器用來實現用戶工作界而,極少部分功能在前端(Browser)實現,但是主要功能在服務器端(Server)實現,形成所謂三層3-tier結構。操作人員可從不同的地點以多種接入方式(比如LAN, WAN, Internet/Intranet等)訪問數據庫。同時,這種軟件架構充分利用了計算機技術和網絡技術的便利,能充分管理訪問權限并且很好的保護數據平臺,而且服務器數據庫也很安全。
          (2)可與SCADA實時監測系統以及地理信息系統、配電監測系統銜接
          充分考慮SCADA系統以及配電監測系統的應用,系統可以與上述系統實現數據共一享,使得現有的自動化數據采集手段得以充分利用,可實現調度員潮流的在線計算,進一步提高網絡計算的準確度。
          (3)數據錄入便捷、分析功能強大
          大量綜合信息(如電網的網架緯構數據以及線路和變壓器設備參數等綜合信息)是通過調度運行管理系統直接獲得的,與實際運行方式吻合,并且無需重復錄入,大大降低了初期錄入工作的強度。在此基礎上,軟件提供多種高級分析功能,能夠做出最優運行決策,并具有圖形數據可視化功能,能較好的輔助調度工作的決策管理。
          二、系統功能和結構
          (一)功能要求
          本系統要求防誤模塊、智能鎖具管理模塊、柜門檢測模塊在一套系統平臺上運行,功能要求如下: 
          1、監控層全面防誤功能
          系統實現拓撲分析防誤和設備操作邏輯相結合的防誤功能。配網防誤與配網自動化互聯,可實現實時遙信通訊和遠程任務傳送。
          2、防誤功能要求
          ²  防止帶負荷操作隔離開關;
          ²  防止帶地刀或地線合開關;
          ²  防止帶電合地刀閘或裝設接地線;
          ²  對合環、解環操作給出提示;
          ²  對于涉及到大面積停電的操作,給出停電范圍的提示信息,提醒調度人員確認該操作是否正確;
          ²  具備開關站就地操作閉鎖功能,防止誤碰、誤操作;
          ²  防止誤入帶電變壓器室、帶電箱變;
          3、鎖具智能化管理功能
          柜門鎖與五防鎖邏輯關聯,只有涉及此次操作任務的柜門鎖才具備打開條件,否則智能鑰匙提示告警。
          實現一把智能鑰匙開啟所有柜門鎖具,并能保存鎖具操作記錄(包括操作時間、操作人員等信息)。
          4、柜門實時監測功能
          ² 系統可對管轄的配網設備采取全天候實時監測,通過遠程通訊方式向事前設置所指定的手機發送短信,告知發生開門動作的配網箱號、箱地址或其它信息,同時管理中心的主機也可通過網絡實時接收有關柜門狀態的各種數據。
          5、強制驗電功能
          在原有高壓帶電顯示裝置上直接疊加安裝三相驗電鎖,在合地刀前,先通過邏輯順序關系的鎖具操作終端執行先驗電,核對無電后,再解鎖相應的地刀鎖,從而執行合地刀操作。這樣可有效防止走錯間隔、帶電合地刀。
          (二)系統結構
          方案由服務器、客戶端、移動操作終端、智能鑰匙、通訊裝置及閉鎖鎖具構成。防誤主機顯示配網全部配網線路的信息,包括電纜、刀閘、開關、保險、環網柜、電纜分支箱、架空線路等全部配網運行設備的接線圖,當運行(調度)人員在防誤主機上通過配網系統接線圖進行模擬操作時,防誤主機使用拓撲分析,根據當前設備狀態現狀、電源點的流向因素等對模擬預演操作進行綜合邏輯判斷。模擬預演結束后生成正確的操作票,并將操作票通過藍牙、無線的方式傳輸給智能鑰匙,現場操作人員按智能鑰匙顯示的提示,對設備進行相應操作,并將操作的結果實時回傳至防誤主機。
          三、配網防誤自動成圖系統
          (一)引言
          1、配網圖形是智能配網防誤系統核心
          智能電網由智能輸電網和智能配電網組成,智能配電網當前建設重點。2012年國家電網公司出臺《配網生產搶修指揮平臺功能規范》,要求實現配電自動化系統、生產管理信息系統/地理信息系統、95598、用電信息采集系統等信息集成交互。電網地理圖和專題圖是應用平臺的核心。
          2、三類圖形
          GIS圖:以實際地理位置為背景的配網設備分布圖?梢暬芾砼渚W的空間數據和屬性數據,真實、直觀。數據量巨大、結構復雜、維護困難。如下圖:
          單線圖:反映一條線路電氣設備連接關系的接線圖,不帶地理信息。直觀、簡潔、維護方便。如下圖:
          系統圖:有聯絡關系的線路在一張圖上展示,開關及設備連接關系清晰。調度指揮使用。如下圖:
          3、現狀與問題
          (1)配網特點:分布地域廣闊、建設改造頻繁、線路之間聯絡方式從手拉手到分段聯絡再到網絡式連接,結構和運行方式越來越復雜,幾乎天天發生變化。生產搶修調度指揮都需要正確完整的接線圖。
          (2)圖形現狀:三類接線圖生成方法都是使用一個圖形編輯工具(GIS、CAD或其它專用配網圖形編輯器)將電氣設備的元件符號按照實際連接關系放置在圖上,元件之間用線段或連接線進行連接。
          (3)存在問題:全部存在圖形繪制工作量大,維護難的缺點。即使能夠自動從GIS圖中分析連接關系生成單線圖和局部系統圖,但原始圖形仍需要人工修改,轉換效果也難以滿足調度要求。更無法解決配網線路改造投運過程中紅黑圖的問題。
          (二)設計思想
          由線路結構模型自動成圖無需編輯繪圖,圖形由模型自動對應生成,異動及歷史接線可追溯,唯一數據源。
          (線路結構模型圖)
          (自動成圖)
          (三)解決方案
          解決方案一:已有GIS圖形系統
          先將GIS中的線路結構、設備及連接關系導入至線路模型,形成初始模型。本系統根據模型自動生成單線圖,再由單線圖按調度需要裁剪拼裝成系統圖。以后GIS圖也可以由線路模型自動生成,無需人工畫圖。
          解決方案二:未建GIS圖形系統
          使用本系統建立線路模型
          (四)自動成圖功能特點與優點
          1、系統操作界面,建立模型的同時自動生成單線圖,如下圖:
          2、將若干單線圖裁剪拼裝成系統圖,如下圖:
          3、根據模型中電桿、配網站房的經緯度可以自動生成GIS圖,如下圖:
          4、自動成圖優點
          (1)維護方便
          使用模型維護工具能夠方便地建立和維護線路模型,各類圖形由模型自動生成,無需編輯繪圖。如果圖模不一致,自動發更新提示。
          (2)異動管理
          模型中包含干線和支線的設備與結構,能夠準確記錄模型修改內容,通過圖模版本管理,實現配網改造投運中對異動和紅黑圖的管理要求,歷史接線可追溯。
          (3)唯一數據源
          模型中既包含了配網全部設備及拓撲連接關系,又包含開關狀態、設備量測、線路參數等,為配網生產搶修調度指揮等提供唯一數據源。并為線損、合解環、潮流計算等高級應用提供完整基礎數據。
          (五)配網調度指揮系統功能特點
          縣(配)調操作防誤、智能操作票及仿真培訓系統是根據縣(配)調度實際需求、借鑒國內外先進的DMS(配電自動化系統)技術、融調度操作防誤、智能操作票和仿真培訓(DTS)功能于一體的綜合系統。操作防誤及智能操作票功能輔助調度日常運行工作,防止誤調度、誤操作事故發生;使用DTS功能可以輔助調度員進行反事故演習和事故預案處理,加強對調度員和運行人員的業務培訓,提高調度員和運行人員處理電網突發事件的能力。
          四、適配器
          適配器采用嵌入式工業一體機,RFID卡、指紋、密碼等方式實現身份認證,通過觸摸屏操作,選擇授權開鎖范圍,并傳送至智能鑰匙。智能鑰匙對授權開鎖范圍內的鎖具進行開鎖操作,超出開鎖范圍的則禁止操作,從而實現開鎖授權管理的要求。
          有嵌入式和PC機兩種類型,以嵌入式為例,由ARM11嵌入式工控機、12寸TFT彩色液晶觸摸屏、高像素指紋識別器、RFID讀卡器、帶門控的智能鑰匙存放倉、智能鑰匙傳送/充電器等部件組成。內部裝有鎖控管理軟件。其外觀圖、結構圖如下: 
          (一)技術性能指標
          ARM11嵌入式工控機
          ·CPU:三星S3C6410,ARM11內核,16/32-bit RISC(精簡指令),主題533MHz;存儲空間:內存 128MB,閃存2GMB,內置2G SD卡;雙聲道音響:功率20W;微型話筒:靈敏度 -48±3Db,頻率響應 100~10KHz,信噪比>60Db;通訊接口:雙10M/100M 自適應以太網、一個802.11g無線以太網、四個USB2.0,四個Rs232;
          ·TFT彩色液晶觸摸屏:12英寸,1024×768點陣;6.5K彩色,LED背光,電阻式摸屏板。
          ·高像素指紋識別器:a)像素:500dpi;b)指紋容量:3000枚(可選);c)記錄容量:50000條(可選);d)拒真率:≤0.01%;e)認假率:≤0.0001%;f)指紋識別時間:≤1.2s;g)有效采集面積:18mm×16mm;
          ·RFID讀卡器:讀卡頻率125KHz,讀卡距離可達120mm;
          ·主控機可存放四把智能鑰匙和兩把緊急解鎖鑰匙;
          ·智能鑰匙傳送/充電器:采用磁耦合工作原理,無觸點,最大充電功率可達5W、通訊速率可達19200Bit/s;
          ·具備四個以太網絡接口,以便于擴展集控應用;
          ·具備解鎖鑰匙授權管理功能,對解鎖鑰匙鎖定、開啟等管理功能;
          ·具備用戶管理、權限管理、設備管理功能;
          ·最大閉鎖點量:65536個;
          ·最大開鎖記錄數量:65536條,超出后滾動覆蓋;信息最長保存十年以上;
          ·工作電源:AC 220V,DC110、220V;
          ·備用電源:內置10000mA/h 3.7V聚合物鋰離子電池,可保證停電后連續運行8小時;
          ·平均功耗:3W;(注:未考慮鑰匙充電功耗)。
          ·外形尺寸:480×350×100mm3;
          ·電磁兼容性:符合DL/T687-1999標準要求;
          ·使用壽命:大于10年。
          (二)環境條件
          ·周圍空氣溫度
                最高溫度: 50℃
                最低溫度: -20℃
          ·最大相對濕度: 95%
          ·海拔高度: ≤3000m
          ·地震強度:≤8級
          ·水平加速度:0.25g2
          ·垂直加速度:0.125g
          ·防護等級: 主控機 IP56 智能鑰匙 IP56 鎖具IP67
          ·凝露、雨、溫度驟變、腐蝕及陽光輻射的影響,陽光輻射強度以0.1W/cm2為依據
          (三)開鎖管理軟件
          ·具備智能鑰匙在位狀態監測及充電電量顯示功能;
          ·具備快速授權功能,方便保安、保潔人員的日常開鎖授權;
          ·具備任務授權功能,實現按任務授權開鎖范圍,并支持圖形與樹型自切換選擇設備方式,以便于按區域授權的應用情況;
          ·具備多任務操作及管理功能;
          ·具備臨時授權功能,可擴展遠距離臨時授權功能;
          ·具備記錄瀏覽功能,實現按操作人、操作時間等篩選查詢統計,并記錄越權未遂操作記錄,以便于管理分析;
          ·具備設備管理功能,并能夠按區域對設備進行分類管理及授權;
          ·具備語音提示功能。
          五、智能鑰匙及無線智能鑰匙
          無線電腦鑰匙可接收主機數據,具備權限管理功能,并可記錄開鎖全過程。
           
          (一)性能特點
          •采用單孔旋轉式磁控開鎖機構,體積小、可靠性高、符合傳統開鎖習慣;
          •采用液晶顯示,亮度高、對比度大,可在-40℃正常顯示;且不少于64個漢字顯示;
          •獨特的磁耦合式通訊/充電設計,確保有極高的通訊和充電可靠性,通訊速率可達19200Bit/s;
          •高分貝蜂鳴器、四位組合鍵盤,可提供直觀、高效的人機交互手段;
          •有通訊、時間、顯示、音響設置、采碼、電量查詢等多種輔助功能;
          •低功耗設計及600ma/H大容量鋰電池,確保一次充電可連續開鎖3000次以上;無線智能鑰匙一次充電可連續開鎖1000次;
          •體積小巧(105mm高、40mm寬、18mm厚);便于操作和攜帶; 
          •全密封設計,防水、防塵等級IP 68,確?稍谒羞M行開鎖操作;
          •可在各種條件下使用(戶內或戶外);
          •電磁兼容性符合DL/T687-1999標準要求;
          •使用壽命長,累計開鎖次數大于50000次,使用時間大于10年;
          •無限編碼,編碼采用全球唯一碼;無線采碼,智能鑰匙采碼為非接觸式;
          •具有自動監測能力,發現故障及時報警;
          •能記憶存儲當前執行的操作任務,當電池電量耗盡、關閉電源或省電模式下不會丟失當前工作日志。
          六、移動終端
          •處理器:ARM
          •操作系統:安卓4.0/IOS•屏幕尺寸:7英寸
          •屏幕描述:多點觸控、電容式觸摸屏•通訊和充電:采用MiniUSB方式或者無線方式與主機通訊和充電
          •與智能鑰匙通訊:藍牙方式
          •一次充電可連續工作時間≧6小時
          •內存容量:1GB
          •存儲容量:8GB
          •電池類型及容量:聚合物鋰電池4000mAh
          七、鎖具
          系統所用鎖具主要有:掛鎖、環網柜鎖、陰井蓋鎖、三相驗電鎖。所有鎖具內置全球唯一RFID編碼,鑰匙可讀取編碼,確認后才可開鎖。
           
           
           
           
          八、系統及設備技術要求及性能參數

          序號
          項   目
          單位
          標準參數值
          驗電鎖技術要求及性能參數
          1
          鎖體及鎖內其它件 
          --
          應采用ABS工程塑料一次壓鑄成型 
          2
          編碼值
          --
          ≥65536無源編碼方式,全球唯一編碼
          3
          可連續開鎖次數
          ≥ 50000
          4
          戶外平均使用壽命
          ≥ 10
          5
          *解鎖孔防塵
           
          有可移動式防塵蓋
          6
          操控性
           
          可驗電開鎖、可電子身份識別
          7
          安裝方式
           
          可帶電安裝,無需停電
          8
          工作方式
           
          無源方式
          掛鎖技術要求及性能參數
          1
          *鎖芯防水、防塵等級
          --
          鎖芯IP67,鎖體IP56
          2
          鎖體及鎖內其它件
          --
          鎖體應采用有色金屬材料制造;
          鎖芯采用304不銹鋼制造;鎖體表面噴粉
          3
          編碼值
           
          ≥65536,無源編碼方式,全球唯一編碼 
          4
          可連續開鎖次數
          ≥ 50000
          5
          戶外平均使用壽命
          ≥ 10
          6
          *解鎖孔防塵
           
          有固定防塵塞
          7
          操控性
           
          可磁控開鎖、可電子身份識別
          8
          *鎖芯結構
           
          全密封、磁力傳導單子開鎖
          9
          耐侯性
          --
          采用磁控自由式單子技術,具有極佳的耐侯性與操控性
          柜門狀態檢測裝置技術要求及性能參數
          1
          工作電壓
          V
          AC 220V/DC 24V
          2
          備用電源
           
           
          3
          報警方式
           
          現場喇叭報警及遠程信息報警
          4
          檢測路數
           
          ≧4門/裝置
          5
          與主機通訊方式
           
          GPRS數據通訊
          6
          撤防布防方式
           
          刷卡或者通過鑰匙解鎖
          系統主機技術要求及性能參數
          1
          圖形顯示方式
          -
          按地域、分層次以一次接線圖方式顯示各類配網設備操作狀態
          2
          額定工作電壓
          V
          ~220±15%
          3
          以太網絡接口
          ≧2
          4
          與通訊/充電適配器接口方式
          -
          RS232
          5
          支持最大智能鑰匙數量
          ≧64
          6
          支持最大鎖具數量
          ≧65536
          7
          最大記錄數量
          ≧65536
          8
          軟件平臺 
          Windows2003/XP/7等
          9
          硬件需求 
          英特爾處理器,2G以上內存,硬盤200G以上
          10
          數庫圖形數據
          采用系統專用的繪圖工具,生成數據庫圖形數據
          通訊控制單元技術要求及性能參數
          1
          額定工作電壓
          V
          220±15%
          2
          應可同時存放智能鑰匙數量
          ≧4
          3
          可同時充電或通訊智能鑰匙數量
          ≧4
          4
          *外形
          便于在主控臺上擺放;便于存、取智能鑰匙
          5
          與系統主機接口方式
          -
          RS232與網絡同時具備
          6
          與智能鑰匙通訊
          --
          采用MiniUSB方式 與智能鑰匙通訊
          7
          通訊波特率
          Bit/S
          ≧57600
          配網智能鑰匙技術要求及性能參數
          1
          *開鎖機構
          -
          具備采用單柄,單極旋轉式磁控開鎖機構
          3
          開鎖功能
          -
          應具有開機解鎖操作功能
          4
          通訊和充電
          --
          采用MiniUSB方式與通訊充電適配器通訊和充電
          5
          存儲功能
          -
          具有解鎖操作記錄功能
          6
          一次充電可連續工作時間
          小時
          ≧24
          7
          防水、防塵等級 
          -
          IP67
          8
          支持最大鎖具數量
          ≧65536
          9
          最大記錄數量
          ≧1024
          10
          內存容量 
          KB
          2048
          12
          持續待機
          小時
          ≥5000 
          13
          一次充電可持續開鎖
          ≥ 8000 
          14
          壽命
          50000
          15
          防跌落能力 
          M
          1.2米自由跌落泥地面
          16
          電池類型及容量 
          mAH
          ≥600聚合物鋰電池
          17
          消耗功率 
          W
          開鎖0.3W  待機0.4mW
          18
          *開鎖編碼及開鎖方式
           
          磁編碼、磁控開鎖。電子標簽識別,可讀無源被動式RFID碼片(全球唯一編碼)
          配網智能鑰匙(有顯示屏)技術要求及性能參數
          1
          *開鎖機構
          -
          具備采用單柄,單極旋轉式磁控開鎖機構
          2
          鍵盤
          -
          具備有聲光報警、四位組合鍵盤
          3
          顯示器
          -
          具備采用OLED高亮度點陣顯示器
          4
          通訊和充電
          --
          采用MiniUSB方式與通訊充電適配器通訊和充電
          5
          匯報功能
          -
          具有自動數據同步和操作匯報功能
          6
          臨時授權功能
          -
          具有遠程接收臨時授權功能
          7
          一次充電可連續工作時間
          小時
          ≧24
          8
          防水、防塵等級 
          -
          IP67
          9
          支持最大鎖具數量
          ≧65536
          10
          最大記錄數量
          ≧1024
          11
          一次接受操作票項數
           
          ≦65535
          12
          內存容量 
          KB
          2048
          13
          持續待機
          小時
          ≥5000 
          14
          一次充電可持續開鎖
          ≥ 8000 
          15
          壽命
          50000
          16
          防跌落能力 
          M
          1.2米自由跌落泥地面
          17
          電池類型及容量 
          mAH
          ≥600聚合物鋰電池
          18
          消耗功率 
          W
          開鎖0.3W  待機0.4mW
          19
          *開鎖編碼及開鎖方式
           
           
          磁編碼、磁控開鎖。電子標簽識別,可讀無源被動式RFID碼片(全球唯一編碼)
          移動操作終端技術要求及性能參數
          1
          處理器
          -
          ARM
          2
          操作系統
           
          安卓4.0/IOS
          3
          屏幕尺寸
          -
          7英寸
          4
          屏幕描述
          -
          5
          通訊和充電
          --
          采用MiniUSB方式或者無線方式與主機通訊和充電
          6
          *與智能鑰匙通訊
          --
          藍牙方式
          7
          一次充電可連續工作時間
          小時
          ≧6
          8
          內存容量 
          GB
          1
          9
          存儲容量
          GB
          8
          10
          電池類型及容量 
          mAH
          聚合物鋰電池4000mAh

           
           

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