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配网箱柜安全管理系统

发布来源 : 136edf壹定发   发布时间 :2016-06-30

配电网络(简称配网)作为面向中小客户的终端电网,具有点多、面广、线路长,倒闸操作频繁,人均设备量巨大。安全矛盾特别突出等特点,电力系统中配电网人身伤害事故及损失也最大,据统计,80%以上的故障性停电事故是配电网故障引起的。严峻的形式,向整个配网的安全生产和运行管理提出了新的挑战。
 
    近几年随着社会经济的发展,配电网络(简称配网)的快速扩张,网架日趋复杂,配网的安全生产问题和运行管理问题也日益突出。例如配网改造不断进行,新用户不断接入,网架的变化更新速度很快。为了更全面的提高配网的安全运行程度、防范并降低现场操作安全风险工作,为了更好的对现场运行设备的状态进行管理工作,配网系统急需要一套行之有效、应用简单的安全系统做为辅助管理的必要手段。
 
概述
 目前配电网设备数量多、分布广,大多在室外运行,无法进行集中管理。而且因其数量庞大,柜门一般采用普通挂式通开锁,一把钥匙可以开启几千甚至几万把锁,互开率高、保密性差,对配设备开启不能进行有效的控制。由于锁具的简易性,在实际使用中常会出现以下几类问题:

    1、安全系数低,容易出现被盗的现象。因配网设备均处于户外,没有相应的保护措施,有些不法分子为了谋取私利就对电力配网设备进行人为破坏,致使很多户外开关柜、环网柜门锁具破损,很多配网设备处于无闭锁状态,极易造成误碰、误动等情况出现,给电力系统的正常运行带来极大的安全隐患;
    2、易生锈,目前使用的挂锁锁体为普通金属材料,长时间运行,锁具易因锈蚀而无法开启,因此一般3年锁具即需更换。设备越多更换的锁具就越多,所需费用也就逐年增多;
 
    3、配电设备的巡视检查缺乏信息化管理,监督与管理运行人员对设备的巡视是否到位成为配电设备管理工作的难点;
 
    4、没有明确的权限管理,只要有钥匙就可随意开锁。使操作随意性较大,出现问题的几率也相应增加,一旦钥匙流失,对设备即成为不可控的安全隐患。流失的钥匙很容易引发私自接电、配电设备被恶意破坏、甚至造成人身伤害等事故;
 
    5、锁具没有编号标识,无法确认当前操作的设备或者柜门,是否与实际操作要求相符,同时也没有相应的语音提示,不能正确判断操作的正确性。
 
    针对配电网络容易出现的这些问题,公司进行了有针对性的开发工作。研发出一套智能化、安全化的锁控系统­­­­­­­­-----配网箱柜安全管理系统,主要针对电力系统的户外配网设备门(如预装式变电站、环网开关柜、电缆分接箱等),进行智能化的锁控管理。在满足了方便性的同时,最大程度上保证了配网箱柜的安全性。

系统功能

2.1 权限管理功能
    配网箱柜安全管理系统可以根据需要将使用人员权限划分为:系统管理员、检修人员、外单位施工人员等。
    系统管理员级别最高,是本系统的管理者,可在本地主控机对其他人员的权限进行设置或更改。检修人员开锁权限为职责范围内的门或设备。外单位施工人员(指土建施工、设备安装、设备维护等外单位人员)没有固定的开锁范围,工作前需根据工作票内容由值班长为其圈定开锁范围。
    注:不同类型的权限定义由系统管理员在锁控主机上进行定义和修改。
 
2.2 锁控范围选取功能
    配网箱柜安全管理系统主控机以图形方式显示所有纳入管理范围的门或设备。系统管理员可以通过图形界面圈定不同级别人员的固定开锁范围;值班长可根据工作票内容为外单位施工人员或卫生清洁人员圈定开锁范围。
 
2.3 开锁流程监控功能
    取智能钥匙进行开锁操作前,需密码登录或者在RFID读卡器上进行身份确认登录主控机;通过确认后,主控机将已圈定好的开锁范围数据通过智能钥匙传送/充电器传输给智能钥匙;智能钥匙开锁操作后,通过上述通讯方式自动回传开锁信息。
 
2.4 开、闭锁信息记录与查询功能
    配网箱柜安全管理系统主控机最多可记录15536条开锁记录,超出后滚动覆盖。记录包括:开锁人、开锁对象与时间、闭锁情况与时间(部分门或设备)、未遂开锁对象与时间等信息。最长保存十年以上。
 
2.5 Web查询功能(选配)
    系统支持通过局域通讯网以WEB方式查询锁控主机的操作记录,有按人员、按时间(年、月、日、区间)、按门或设备三种查询方式,可形成报表,可网络传送。
 
2.6 信息无线传输功能
    配网箱柜安全管理系统主控机与智能钥匙之间配蓝牙无线传输模块,实现开闭锁指令、操作信息等无线传输功能。
 
2.7 系统扩展功能
    系统提供软件接口,可与移动操作终端相结合,实现变电站防误功能、电力线路巡检等功能。

系统特点

一把钥匙取代一整串钥匙,彻底告别了传统钥匙和锁具,减少了劳动强度和管理成本,使管理工作变得简单方便。

■ 管理范围广,可以对设备区、办公区、生活区内多种门及各类手动设备操作机构进行管理;

■ 软件设有严格的权限管理功能,使用安全、可靠,只能对圈定范围内的锁具进行解锁,避免走错位置(设备间隔) ;

■ 操作流程完善、高效,可十秒内完成圈定和授权工作,得到最高权限授权可以打开站内所有的锁具,可大大提高工作效率;

■ 嵌入式主控机内置工控机、液晶触摸屏、指纹识别器、RFID读卡器、钥匙存放仓、传送/充电器等系统部件,体积小、集成度高;壁挂式结构,不占用桌面空间,便于布置;

■ 智能钥匙体积小,方便操作和携带;功耗低,一次充电可连续开锁3000次以上;

■ 无需铺设电缆线,施工简单、成本低,只需要将锁具安装到指定位置,再将对应数据写入软件数据库即可;

■ 维护方便,不存在线路维护问题,也不会发生通讯故障;

■ 锁具可靠性高,户外锁锁芯防雨水、防沙尘等级可达IP68级;使用寿命长,不加油可使用十年以上;

■ 人员、钥匙及开、闭锁都纳入了系统严格的权限管理,人员流动、权限调整都可以在系统中轻松设置,快捷、高效。特别是钥匙遗失,只要在系统中删除该设定的钥匙即可,不必更换门锁,免除一切烦恼;

■ 系统扩充兼容性强,能与微机防误闭锁系统、倒闸操作实时监控系统有机融合,是配网、变电站及其它重要场合安全保障体系的最佳解决方案;

■ 可配车载充电器,方便操作人员现场应急充电。

系统部件


配网箱柜安全管理系统配置方案主要由一匙通主控机(嵌入式主控机)、智能钥匙(Smart Key)、智能锁具、车载充电器等部件组成,系统具体配置应根据现场情况进行相应的更改。下面分别介绍。
 
3.1 主控机
    配网箱柜安全管理系统主控机是系统的主控单元,由ARM11嵌入式工控机、12寸TFT彩色液晶触摸屏、高像素指纹识别器(选配)、RFID读卡器、带门控的智能钥匙存放仓、智能钥匙传送/充电器等部件组成,内部安装锁控管理系统软件。结构如下图:

 
主要功能:
      ■  开锁权限管理
      主控机依据不同类型的使用人员将开锁权限划分为七级,分别是:系统管理员、安全监察人员、值班负责人、运行人员、检修人员、卫生清洁人员、外单位施工人员等。
      系统管理员级别最高,是本系统的管理者,可在本地主控机或通过局域通讯网以WEB方式对其他人员的权限进行设置或更改。
      安全监察人员包括安全专责、厂长、站长等人员,有最大的开锁权限(开所有锁),并可查询开锁记录。
      值班负责人有最大的开锁权限,并可圈定外单位施工人员和卫生清洁人员开锁范围。
      运行人员(指负责变电站/发电厂设备操作和运行状态检测的人员)开锁权限为职责范围内的门或设备。
      检修人员(指负责变电站/发电厂设备检修的人员)开锁权限为职责范围内的门或设备。
      卫生清洁人员可长期在设定的区域内开锁,也可由值班长为其圈定开锁范围。
      外单位施工人员(指土建施工、设备安装、设备维护等外单位人员)没有固定的开锁范围,工作前需根据工作票内容由值班长为其圈定开锁范围。
      上述权限定义可根据不同应用场合由系统管理员进行定义和修改。
 
      ■  圈定开锁范围
       主控机以图形方式显示所有纳入管理范围的门或设备。系统管理员可以通过图形界面圈定不同级别人员的固定开锁范围;值班长可根据工作票内容为外单位施工人员或卫生清洁人员圈定开锁范围。
 
      ■  开锁流程监控
       在智能钥匙进行开锁操作前,需在配置于主控机右下部的高像素指纹识别器或RFID读卡器上进行身份确认;通过确认后,主控机将已圈定好的开锁范围数据通过智能钥匙传送/充电器传输给智能钥匙;智能钥匙开锁操作后,通过上述通讯方式自动回传开锁信息。
 
      ■  开、闭锁信息记录与查询
       主控机最多可记录15536条开锁记录,超出后滚动覆盖。记录包括:开锁人、开锁对象与时间、闭锁情况与时间(部分门或设备)、未遂开锁对象与时间等信息。最长保存十年以上。
       可在本地主控机或通过局域通讯网以WEB方式查询开锁记录,可按人员、时间(年、月、日、区间)、门或设备三种方式查询,可形成报表,网络传送。
 
技术性能指标:
ARM11嵌入式工控机
CPU:三星S3C6410,ARM11内核,16/32-bit RISC(精简指令),主频533MHz;
存储空间:内存 12.18MB,闪存 2GB,内置2G SD卡;
双声道音响:功率20W;
微型话筒:灵敏度 -48±3Db, 频率响应 100~10KHz,信噪比 >60Db;
通讯接口:双10M/100M 自适应以太网、一个802.11g无线以太网、四个USB2.0,四个Rs232 ;
TFT彩色液晶触摸屏:12.1英寸,1024x768点阵,6.5K彩色,LED背光,电阻式摸屏板;
高像素指纹识别器:
       a)像素:500dpi;    
       b)指纹容量:3000枚(可选);
       c)记录容量 :50000条(可选); 
       d)拒真率 :≤0.01% ;
       e)认假率:≤0.0001%; 
       f)指纹识别时间: ≤1.2s;;
       g)有效采集面积:18mm×16mm;
RFID读卡器:读卡频率12.15KHz,读卡距离可达12.10mm;
带门控的智能钥匙存放仓:可存放四把智能钥匙和两把紧急解锁钥匙;
智能钥匙传送/充电器:采用磁耦合工作原理,无触点,最大充电功率可达5W、通讯速率可达19200Bit/s;
最大闭锁点量:65536个;
最大开锁记录数量:15536条,超出后滚动覆盖;信息最长保存十年以上;
工作电源: AC 220V(+20%,-15%);
备用电源:内置10000mA/h  3.7V聚合物锂离子电池,可保证停电后连续运行8小时;
平均功耗:3W     *注:未考虑钥匙充电功耗。
外形尺寸:530×300×80 mm3;
电磁兼容性:符合DL/T687-1999标准要求;
使用寿命:大于十年。
 
3.2  VS2(A) 通讯适配器
   VS2(A)版智能电脑钥匙充电通讯适配器,适用于136edf壹定发推出的VY1、VY2系列的所有版本智能电脑钥匙,具有无接触充电、充电指示功能,内置蓝牙无线通讯模块,可与VY1、VY2系列钥匙进行数据无线转输。
 

主要技术参数:
■  工作电压:DC 5V,2000mA,50~60Hz
■  抗电强度:≥2500V
■  抗射频干扰强度:≤50db(uV/m)
■  抗电源端子传输干扰强度:≤70db(uV)
■  抗冲击强度:≥6g
■  工作环境:-40℃~+60℃,可在相对湿度97%下正常工作
■  外形尺寸:(175mm高×153mm宽×39mm高)
■  通讯速率:速率19200Bit/s
 
3.3智能钥匙
    智能钥匙(Smart Key),一匙通系统专用钥匙,经授权可开启各种形式的智能锁。全密封防水结构,可与一匙通系统主机进行无线通讯,配备对开锁作业实时汇报与临时开锁请求授权功能,对智能锁具的信息记录提取,以及机械开启、锁闭功能。

主要功能:
■  可开启所有本系统配置的锁具。
    典型开锁操作流程:
    从主控机接收开锁范围数据后,通过识别锁具内RFID码值判定是否符合开锁条件,符合条件才可开锁;条件不符则无法开锁。开锁操作后记录相关操作信息,插入智能钥匙传送/充电器后自动回传记录信息。
■  可自动回传记录信息。
    插入智能钥匙传送/充电器后自动回传所有开锁操作记录和读取的RFID卡开锁信息。
■  可对RFID电控锁进行权限设置和RFID卡开锁信息读取。
    管理员权限下,进入智能钥匙的“电控锁权限”菜单,输入RFID码值,对准RFID电控锁读卡区,按“确认”键即可完成设置;
■  无论何种权限,只要持智能钥匙进行开锁操作,均自动读取近期持RFID卡开锁的操作记录;
    管理员权限下,进入智能钥匙的“电控锁信息读取”菜单,对准RFID电控锁读卡区,按“确认”键即可读取全部持RFID卡开锁的操作记录(最多1000条)。
 
技术特点:
■  旋转式磁控开锁机构,体积小、可靠性高、符合传统开锁习惯;
■  采用OLED高亮度点阵显示器,亮度高、对比度大,可在-40°C正常显示;
■  独特的磁耦合式通讯/充电设计,确保有极高的通讯和充电可靠性,通讯速率可达19200Bit/s;
■  高分贝蜂鸣器、四位组合键盘,可提供直观、高效的人机交互手段;
■  有通讯、时间、显示、音响设置、采码、电量查询等多种辅助功能;
■  低功耗设计及600mAH大容量锂电池,确保一次充电可连续开锁3000次以上;
■  全密封设计,防水、防尘等级IP68, 确保可在水中进行开锁操作;
■  可在各种条件下使用(户内或户外);
■  电磁兼容性符合DL/T687-1999标准要求;
■  使用寿命长,累计开锁次数大于50000次,使用时间大于十年。
 
3.4 智能锁具
 
    智能锁具有挂锁、房门锁、二次设备柜门锁、端子箱/机构箱门锁等锁具类型。
    采用磁控锁芯原理,内部装有RFID码片,可由智能钥匙识别和开启。
 
主要特点:
■  安装简单、操作方便;
■  全密封磁编码锁芯,可有效防止雨水、沙尘进入锁芯内部,防水、防尘等级可达IP68;
■  锁具结构简单,主要部件采用不锈钢或铜质材料制造,具有  较好的耐腐蚀性;
■  挂锁锁环组件由锁环和防水帽组成。防水帽用于防止纵向下落的雨水、灰尘直接进入锁体内部;
■  使用寿命长,不加油可使用十年以上。
 
部分锁具展示:
 



解决方案

4.1 适用范围
配网箱柜安全管理系统是专门针对配电网特点研发的配网柜门管理系统,该系统采用了先进的计算机软件技术、无线网络技术、无线射频技术,为电力配网柜用户提供完善的柜门管理解决方案。主要适用于城市配电网环网柜、架空线路、开关柜、电缆分接箱、接闭锁柜等的闭锁。
 
4.2 系统结构
根据用户的实际需要,配网安全信息管理系统有如下四种配置方式:

 

 
工程案例