一種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統的製作方法
2023-11-10 16:21:07 2
一種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統的製作方法
【專利摘要】一種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統。其包括彼此相連的監測模塊、通信模塊和報警模塊；監測模塊包括：監測控制器、存儲器、人機接口、監控後臺、A/D轉換、模擬量輸入電路、開關量輸入、開關量輸入電路、遙控控制、遙控繼電器、閉鎖控制、閉鎖繼電器、閉鎖節點、開關量傳感器和開關量處理器；其中：監測控制器由DSP數字處理器晶片構成，分別與存儲器、人機接口、A/D轉換、開關量輸入、遙控控制、閉鎖控制相連接，並與通信模塊連接。本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統具有在線防誤閉鎖功能，同時能語音提示，從而能夠為操作人員和檢修人員提供可靠準確的信息，以保證防誤工作順利安全的進行。
【專利說明】ー種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於高壓輸變電控制【技術領域】，特別是涉及ー種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統。
【背景技術】
[0002]防誤操作裝置的作用是防止誤操作，達到防止誤拉合斷路器、防止帶負荷拉合刀閘、防止帯地線合閘、防止帶電掛地線、防止誤入有電間隔的五防要求，它是變電運行管理的重要內容。目前變電站常用的防誤閉鎖方式有機械閉鎖、電氣迴路閉鎖、微機防誤閉鎖，監控五防一體化閉鎖方式等。
[0003]機械閉鎖通過鑰匙的交換和機構連杆之間的機械閉鎖來實現對邏輯的控制，是沒有任何接線連接和電氣節點，全部是通過機械連接來實現防誤閉鎖，只能在一體化隔離開關中主刀與地刀間或成套開關櫃中實現，不能實現分開布置的設備之間的閉鎖。
[0004]電氣防誤閉鎖迴路是ー種現場電氣聯鎖技術，主要通過相關設備的輔助節點聯接來實現閉鎖。這是電氣閉鎖最基本的形式，閉鎖可靠。但這種方式需要接入大量的二次電纜，接線方式較為複雜，運行維護較為困難。
[0005]微機防誤作業系統一般不直接採用現場設備的輔助節點，但是需要通過系統本身的接線進行連接，通過防誤作業系統微機軟體規則庫和現場鎖具實現防誤閉鎖。
[0006]其中微機防誤閉鎖系統在電力系統中應用較為廣泛，微機防誤閉鎖系統主要由三個部分組成:防誤主機、電腦鑰匙以及現場鎖具。但是，微機防誤閉鎖系統不能實時取得現場設備位置信息，無法防止「走空程序」，操作方式切換過於頻繁，増加了運行與維護的負擔，存在一定的操作安全隱患。中國專利ZL200810023823.0公開了ー種在變電站測控裝置中實現變電站防誤閉鎖功能的技術，該發明在變電站間隔層測控裝置中利用全變電站實時信息實現遙控操作的防誤閉鎖功能，實現所有遙控操作和當地手動操作的防誤閉鎖邏輯判斷，防誤保護全面；實現了當地手動KK把手操作的防誤閉鎖功能和順序控制功能技術，但是本發明的防誤閉鎖功能不能在線實現。
[0007]中國專利ZL200920256302.X公開了ー種在線式防誤閉鎖裝置，該裝置在設備的控制迴路中串聯接入監控防誤閉鎖節點和測控防誤閉鎖節點，監控防誤閉鎖節點由監控後臺控制，測控防誤閉鎖節點由測控裝置單獨控制，這樣就實現了實時在線的防誤閉鎖，使得變電站防誤更加完備與可靠，但是該新型的防誤閉鎖功能是在測控裝置外部實現的，這樣増加了設備的數量，影響變電站的工作效率。
[0008]上述變電站在線防誤閉鎖裝置同時存在以下缺陷，不能準確地提供信息，導致操作人員走錯間隔，檢修人員誤攀帶電設備而發生重大事故。
[0009]總而言之，目前需要本領域技術人員迫切解決的ー個技術問題是:如何在測控裝置中實現在線防誤閉鎖功能，同時能語音提示，為操作人員和檢修人員提供可靠準確的信息，保證防誤工作順利安全的進行。
【發明內容】
[0010]為了解決上述問題，本發明的目的在於提供ー種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統。
[0011]為了達到上述目的，本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統包括:包括監測模塊、通信模塊和報警模塊；
[0012]監測模塊包括:監測控制器、存儲器、人機接ロ、監控後臺、A/D轉換、模擬量輸入電路、開關量輸入、開關量輸入電路、遙控控制、遙控繼電器、閉鎖控制、閉鎖繼電器、閉鎖節點、開關量傳感器和開關量處理器；其中:監測控制器由DSP數字處理器晶片構成，分別與存儲器、人機接ロ、A/D轉換、開關量輸入、遙控控制、閉鎖控制相連接，並與通信模塊連接；
[0013]人機接ロ為人機互交界面，其與監控後臺連接；
[0014]監控後臺與開關量處理器相連接，其主要用於監控變電站的閉鎖情況；
[0015]A/D轉換為模數轉換器，其與模擬量輸入電路相連接；
[0016]模擬量輸入電路為模擬信號輸入整形濾波電路，其輸入端用於接收交流量輸入信號;
[0017]開關量輸入為開關量信號採集電路，其與開關量輸入電路相連接；
[0018]開關量輸入電路為開關信號輸入整形濾波電路，其輸入端用於接收開關量輸入信號;
[0019]遙控控制為遙控繼電器驅動電路，其與遙控繼電器相連接；
[0020]閉鎖控制為閉鎖繼電器驅動電路，其與閉鎖繼電器相連接；
[0021]開關量傳感器為開關狀態檢測裝置，其與開關量處理器相連接；
[0022]開關量處理器為開關信號採集電路，其與監控後臺相連接，用於通過開關量傳感器採集閉鎖節點的狀態信號，並傳送給監控後臺；
[0023]通信模塊為通信控制模塊，其與監測控制器相連接，用幹與其它監測裝置進行通ィ目;
[0024]報警模塊為語音報警裝置，其與監控後臺相連接，用於輸出語音報警信號。
[0025]所述的報警模塊由語音晶片、放大電路和揚聲器構成。
[0026]所述的語音晶片採用WTV170 ;語音晶片與揚聲器之間的放大電路採用LM3886。
[0027]所述的監控後臺內部設有ー個單刀雙擲開關，用於選擇報警信號的語音提示內容。
[0028]所述的A/D轉換使用AD7658晶片。
[0029]所述的開關量傳感器採用電流感應開關FCS003。
[0030]所述的存儲器為可擦寫、用於存儲防誤閉鎖信息的非易失存儲器。
[0031]本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統具有在線防誤閉鎖功能，同時能語音提示，從而能夠為操作人員和檢修人員提供可靠準確的信息，以保證防誤工作順利安全的進行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統的結構示意圖。【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統進行詳細說明。
[0034]如圖1所示，本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統包括監測模塊1、通信模塊2和報警模塊3 ；
[0035]監測模塊I包括:監測控制器101、存儲器102、人機接ロ 103、監控後臺104、A/D轉換105、模擬量輸入電路106、開關量輸入107、開關量輸入電路108、遙控控制109、遙控繼電器110、閉鎖控制111、閉鎖繼電器112、閉鎖節點113、開關量傳感器114和開關量處理器115 ;其中:監測控制器101為本裝置的控制核心，其由DSP數字處理器晶片構成，分別與存儲器102、人機接ロ 103、A/D轉換105、開關量輸入107、遙控控制109、閉鎖控制111相連接，並與通信模塊2連接；
[0036]存儲器102為存儲器晶片，用於為監測控制器101提供存儲空間；
[0037]人機接ロ 103為人機互交界面，用戶通過人機接ロ 103下達各種指令並了解各類信息，其與監控後臺104連接；
[0038]監控後臺104與開關量處理器115相連接，其主要用於監控變電站的閉鎖情況；
[0039]A/D轉換105為模數轉換器，其與模擬量輸入電路106相連接；
[0040]模擬量輸入電路106為模擬信號輸入整形濾波電路，其輸入端用於接收交流量輸入信號；
[0041]開關量輸入107為開關量信號米集電路,其與開關量輸入電路108相連接；
[0042]開關量輸入電路108為開關信號輸入整形濾波電路，其輸入端用於接收開關量輸入信號；
[0043]遙控控制109為遙控繼電器驅動電路，其與遙控繼電器110相連接；
[0044]遙控繼電器110為遙控動作輸出繼電器，其通過遙控節點輸出遙控動作，當變電站發生閉鎖時，控制其通斷；
[0045]閉鎖控制111為閉鎖繼電器驅動電路，其與閉鎖繼電器112相連接；
[0046]閉鎖繼電器112為本裝置的防誤閉鎖動作繼電器，其通過閉鎖節點113輸出閉鎖動作；
[0047]閉鎖節點113為閉鎖繼電器112的防誤閉鎖節點，閉鎖節點113閉合時，受其控制的電カ設備可以正常操作，閉鎖節點113斷開時，受其控制的電カ設備將被閉鎖，無法操作；
[0048]開關量傳感器114為開關狀態檢測裝置，其與開關量處理器115相連接；
[0049]開關量處理器115為開關信號採集電路，其與監控後臺104相連接，用於通過開關量傳感器114採集閉鎖節點113的狀態信號，並傳送給監控後臺104。
[0050]通信模塊2為通信控制模塊，其與監控模塊I相連接，用幹與其它監測裝置進行通ィ目;
[0051]報警模塊3為語音報警裝置，其與監控後臺104相連接，用於輸出語音報警信號。
[0052]所述的報警模塊3由語音晶片、放大電路和揚聲器構成。
[0053]所述測控裝置採用先進的エ業現場總線CAN進行通信，不同間隔層的測控裝置間採用modbus通信協議進行信息共享，並在應用層增加提高傳輸可靠性協議。
[0054]所述測控裝置利用現場設備的狀態信號和電氣量進行防誤操作判斷。
[0055]所述測控裝置不停地進行交流量和狀態量的採集，在檢測到的信號發生變化後，立刻通過エ業總線向相關裝置發送變化信息，使相關裝置及時更新防誤操作判斷需要的信
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[0056]所述交流量經隔離變換、濾波驅動處理後傳送到A/D轉換105，然後到達監測控制器101;所述狀態量經光耦隔離處理作為開關量輸入傳送到控制器101 ；
[0057]所述遙控量通過監測控制器101控制後經遙控繼電器110輸出；所述遙控功能常用於斷路器的合、分和電容器以及其它可以採用繼電器控制的場合。
[0058]所述監測控制器101根據設備狀態的信號量進行防誤判斷，進行閉鎖控制，經閉鎖繼電器112控制閉鎖節點113的開合，所述閉鎖節點113將信號傳送給開關量傳感器114 ；
[0059]所述開關量傳感器114的輸出信號經開關量處理器115處理後傳送到監控後臺104,
[0060]所述監控後臺104內部設有ー個單刀雙擲開關用於選擇報警信號的語音提示內容。
[0061]所述A/D轉換105使用了 AD7658晶片，AD7658是ADI公司製造的，高集成度、六通道16-bit逐次逼近(SAR)型ADC，內含ー個2.5V基準電壓源和基準緩衝器。具有功耗低、轉換速度快等特點；AD7658具有六個轉換`通道分為三組兩通道，可以通過0NVST-A/B/C管腳控制寄存器的VA/VB/VC欄位來控制具體使用哪幾對AD轉換通道，讀取數據次數要根據AD轉換的通道數量設置。
[0062]所述開關量傳感器114採用電流感應開關FCS003 ;當輸入1-50A時開關接通，磁滯現象〈1%，工作溫度-30到+70°C.工作溼度0-95%無冷凝，預設lAmps，自熄性材料ABS(Cycolac94V-0)，高度 x 寬度 x 厚度 70x89x28mm，開關額定值 240VAC02.5Amps，最大值洩漏電流〈1mA，穿心AC電流l-50Amps連續的。
[0063]所述語音晶片採用WTV170，採樣頻率為6KHZ。WTV語音晶片是ー款功能強大的一次性編程語音晶片，語音為6K採樣頻率吋，存儲長度可分別達到20秒、40秒、80秒、170秒、340秒，音頻輸出為PWM或DAC模式。可選控制方式有按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、並ロ控制模式、串ロ控制模式等。按鍵控制模式的觸發方式靈活；串ロ模式下可控制音量、打開或關閉功放、有循環播放和停止功能，操作界面簡單、容易操作，功能齊全，充分利用晶片內部的資源，可以大大縮短晶片的製作周期，具有眾多單元電路，且有極強的可編程能力，除了能夠播放語音。
[0064]所述語音晶片與揚聲器之間的放大電路採用LM3886，其輸出功率較大，在額定エ作電壓下最大可達68 W的連續不失真平均功率，同樣具有比較完善的過壓過流過熱保護功能，具有自動抗開關機時的電流衝擊的功能，使揚聲器能夠安全的工作，其特點有:輸出功率大、失真度小、保護功能(包括過壓保護、過熱保護、電流限制、溫度限制、開關電源時的揚聲器衝擊保護、靜噪功能)齊全，外圍元件少，製作調試容易，工作穩定可靠，LM3886TF在VCC=VEE=28V、4歐負載時能達到68W的連續平均功率，在VCC=VEE=35V，8歐負載時能達到50W的平均功率。具有較寬的電源電壓範圍VCC+VEE為20V-94V ;總諧波失真+噪聲:60W20Hz<F ;轉換速率(SLEW RATE):VIN=2.0VP-P, tRISE=2ns 時的值為 19V/us，總靜態電流:50mA輸入偏流:0.2uA增益帶寬乘積:8MHZ。
[0065]所述存儲器102為可擦寫、用於存儲防誤閉鎖信息的DSP存儲器。
[0066]本發明提供的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統的工作過程:測控裝置根據設備狀態量和電氣量對閉鎖作出判斷，若正常操作，監控後臺根據實際操作規則對操作序列進行模擬操作，全部操作模擬成功後，監控後臺通過測控裝置閉合監控防誤閉鎖節點，設備可以工作，此時，開關量傳感器檢測到信號，經過開關量信號處理器，單刀雙擲開關扳向ー側，警示器發出所處間隔名稱、編號語音提示，以防操作人員走錯間隔；如果無法成功進行模擬操作，則監控防誤閉鎖節點不閉合，設備無法操作，此時單刀雙擲開關扳向另ー側，警示器發出「設備帶電，請勿攀登」的語音提示。
[0067]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
【權利要求】
1.ー種基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:其包括:包括監測模塊(I)、通信模塊(2 )和報警模塊(3 ); 監測模塊(I)包括:監測控制器(101)、存儲器(102)、人機接ロ(103)、監控後臺(104)、A/D轉換(105)、模擬量輸入電路(106)、開關量輸入(107)、開關量輸入電路(108)、遙控控制(109)、遙控繼電器(110)、閉鎖控制(111)、閉鎖繼電器(112)、閉鎖節點(113)、開關量傳感器(114)和開關量處理器(115);其中:監測控制器(101)由DSP數字處理器晶片構成，分別與存儲器(102)、人機接ロ( 103)、A/D轉換(105)、開關量輸入(107)、遙控控制(109),閉鎖控制(111)相連接，並與通信模塊(2 )連接； 人機接ロ(103)為人機互交界面，其與監控後臺(104)連接； 監控後臺(104)與開關量處理器(115)相連接，其主要用於監控變電站的閉鎖情況； A/D轉換(105)為模數轉換器，其與模擬量輸入電路(106)相連接； 模擬量輸入電路(106)為模擬信號輸入整形濾波電路，其輸入端用於接收交流量輸入信號; 開關量輸入(107)為開關量信號採集電路，其與開關量輸入電路(108)相連接； 開關量輸入電路(108)為開關信號輸入整形濾波電路，其輸入端用於接收開關量輸入信號; 遙控控制(109)為遙控繼電器驅動電路，其與遙控繼電器(110)相連接； 閉鎖控制(111)為閉鎖繼電器驅動電路，其與閉鎖繼電器(112 )相連接； 開關量傳感器(114)為開關狀態檢測裝置，其與開關量處理器115相連接； 開關量處理器(115)為開關信號採集電路，其與監控後臺(104)相連接，用於通過開關量傳感器(114)採集閉鎖節點(113)的狀態信號，並傳送給監控後臺(104)； 通信模塊(2)為通信控制模塊，其與監測控制器(101)相連接，用幹與其它監測裝置進行通信； 報警模塊(3)為語音報警裝置，其與監控後臺(104)相連接，用於輸出語音報警信號。
2.根據權利要求1所述的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:所述的報警模塊(3)由語音晶片、放大電路和揚聲器構成。
3.根據權利要求2所述的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:所述的語音晶片採用WTV170 ;語音晶片與揚聲器之間的放大電路採用LM3886。
4.根據權利要求1所述的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:所述的監控後臺(104)內部設有ー個單刀雙擲開關，用於選擇報警信號的語音提示內容。
5.根據權利要求1所述的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:所述的A/D轉換(105)使用AD7658晶片。
6.根據權利要求1所述的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:所述的開關量傳感器(114)採用電流感應開關FCS003。
7.根據權利要求1所述的基於變電站測控裝置的在線防誤操作語音報警系統，其特徵在於:所述的存儲器(102)為可擦寫、用於存儲防誤閉鎖信息的非易失存儲器。
【文檔編號】G08B21/18GK103501046SQ201310423228
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】高建偉, 田成鳳, 冀慧強, 郭浩, 趙北濤, 方瓊, 崔建宇, 劉美靜, 陳曉旭, 宮俊 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司