变电站智能锁具管理系统的应用.pdf

2 0 1 4 年第3 期 上 海 电力 变电站智能锁具管理 系统的应用 桂 顺生 ， 丁桂 龙 ， 唐 大勇 ， 胡建兵 ， 张 俊 ( 国网上海 市电力公司检修公 司 ， 上海2 0 0 0 6 3 ) 摘 要 ： 根据上海地区变电站锁具及钥匙 管理 现状 ， 结合 电网运维管理全新模式 ， 阐述 了变 电站锁具智能化的 必要性 ， 简述了变电站智能锁具管理 系统 的结 构 、 分析 了智能锁具 管理系 统的功能 ， 最后 根据实 际运 行情况 ， 展望 了智能锁具管理系统应用前 景 ， 为变 电站 内锁具的管理标准化 、 规范化 以及现场安全管控提供参考 。 关键词 ： 智 能锁具 管理系统 ； 变 电站 ； 运维管理 中图分类号 ： TM6 3 文献标志码 ： B 0 引言 上 海地 区变 电站锁具 钥匙 管 理仍 沿用 传统 模 式 ， 即涉及电气设备操作 的锁具采用微机五防系 统管理模式 ， 其余锁具多采用“ 一把钥匙一把锁” 或 统一 锁管 理 模 式 。 由于 变 电站 规 划 、 建设 周 期 不 一致 ， 导致 变 电站 生产 、 办公 、 生 活 区域 出入 通 道 门锁 、 各类 设备 箱 柜 门锁 缺 乏统一 的规划设 计 ， 传统管理模式客观上存在钥匙数量多、 使用不便 、 管理 困难 等 不利 因素 ， 给变 电站 的 日常 运 维工 作 带来 了不 便 。因此 ， 对 变 电站 锁 具 进 行智 能化 改 造 ， 实现 变 电站锁 具规 范化 、 标 准化 管理 是一 项值 得研 究 的课题 。本 文介 绍 了在 上 海 某 2 2 0 k V 变 电站 中试 行 的一种 智 能锁具 管理 系统 。 l 变 电站锁具 智能化 的必要性 上海 地 区的变 电站 已全 面实 现无 人值 守 。在 全新 的管 理体 系 及 大 区域 化 的运 维 模 式 下 ， 传 统 的锁具管理模式短板 日益 凸显 ， 主要体现在如下 几点 。 1 )长期 以来 ， 变 电站 防误 闭锁 对象 聚 焦在 倒 闸操作 过 程 中涉及 的重要 电气设 备上 ， 如 刀 闸 、 开 关 等 ， 而对 一些 非核 心操 作类 设备 、 重 要 区域 出入 通 道 门和 各类设 备 箱 柜 门 、 保 护 屏 门 的管 控 基 本 处 于 真空状 态 。围绕 变 电站 运维操 作 等各 项核 心 业 务 ， 在业 务生产 和安全 管控 两个 维度 上 ， 尚未 实 现对上述设备的技术监督及制约 ， 基本上是依靠 相关 规 定及 人 的主 动 性 进 行控 制 ， 缺 乏 刚性 管 控 措施 l 1 。 2 )变 电站 内各 种 锁 具 和 钥 匙 繁 多 。一 为 涉 及 核 心 设备 的锁 具 ， 如 端 子箱 、 操作 电源 箱 、 机 构 箱 、 继 电保 护 柜 、 汇控柜 等 柜 门锁 具 ； 二为爬 梯 、 安 全用 具 室 、 高 压 室及 各 类 生 产 、 办公 、 生 活 区域 出 入 通 道等 锁具 。数 量庞 大 的钥匙 往往需 要 专用 的 钥匙箱方能放置。另外 ， 日常运维工作 中， 派出运 维人员需随身携带涉及几个无人站的所有钥匙 ， 运 维 站钥匙 管 理 和 开锁 已成 为 运 维人 员 的负 担 ， 一 定程 度上 影 响 了工 作 效 率 。若 使用 统一 钥 匙 ， 则 存 在误 开 屏 柜 、 误 开 房 门 、 误 开箱 门的风 险 ， 严 重 时甚 至导 致误 碰带 电设 备 、 误人设 备 区域 、 误投 退 压板 等人 身 、 电 网 、 设 备安全 隐 患 。 3 )随着运检一体化工作的逐步推进 ， 各工种 人 员 不 断融 合 ， 运 维 站 面 临运 维 人员 、 检修 人 员 、 外 包施 工人 员等 不 同的作 业 主体 。而在 无人 站工 作 现场 ， 可能 仅有 一名 工作 许 可人进 行许 可作 业 、 安 全监督 等 工作 ， 现场 安 全管控 存在 一定 局 限性 。 在 变 电站现 场 ， 采用 限定 工 作 区的授 权钥 匙 管 理 模式是防止各类作业主体误人非工作 区域的有效 途径 。另外 ， 也 为今 后 第 二 种 工 作 票 采用 电话 许 可方 式 的安 全管 控打 下基 础 。 综 上 所 述 ， 新 的运 维 管 理模 式 对 变 电站 重 要 区域 出入 通 道 门和各 类设 备箱 柜 门的开 闭提 出了 限 时限定 工 作 区 的授 权 控 制 管理 需 求 ， 也 对 防 止 误 开变 电站 非核 心操 作类设 备 门锁 等安 全管理 也 提 出 了更 高 的要求 。 2智能锁具 管理系统结构 变 电站智 能锁 具管 理 系统 由 P C机授 权 管理 系统 、 传送 充电适配器 、 智 能电脑钥匙和各种机 械 锁构 成 ， 如 图 1 所 示 。 2 1 P C机 授权 管理 系统 P C机授权管理系统是 系统主控单元。授权 一 1 0 9 上 海 电力 2 O 1 4 年第3 期 P C 机授权管理 系统 传送 充 电适配器 智能 电脑钥匙 图 1智 能 锁 具 管理 系统 结 构 图 管 理 系统 中预先绘 制 了变 电站 的场 地及 受控锁 具 分 布 图 ， 其 中包含各 种 门 、 机构 箱 、 端子 箱 、 二 次保 护柜 等所 有 可操作 的设 备 。运 维人 员通 过其交 互 式 图形 界面 可实现 客户 管理 、 客户操 作 ( 包含 限定 范 围开锁 、 一 键授 权开 锁) 、 操 作记 录管 理等功 能 。 授 权 管理 系统一 般 具 有 多个 外 部 通 讯接 口， 可 用 于与其 他 系统 ( 如 视频 系统 ) 之 间的通信 。 2 2传送 充 电适配 器 传 送 充 电适 配器 通过 与主机 相互 连接 ， 可在 短 时 间 内实 现 向智 能钥 匙传送 主机 已固定或授 权 的任务 。此外 ， 传送 充 电适配器具备同时对 4只 智能钥 匙充 电 的功能 。 2 3 智能 钥匙 智 能钥 匙 内部 采用 看 门狗 I C， 具 有 较 强 的抗 扰 自纠能力 。其内部 固化所有 系统人员的权限 ， 不但 能接 收授 权任 务 ， 还 可 以在操 作 过 程 中实 时 记 录所有设 备 的开 启次 数 。在 实 际 倒 闸操 作 中 ， 智能 钥匙插 入锁 具后 会 自动判 断是否具 有该 锁具 的开 锁权 限 ， 结 合 当前 的开 启 的设 备 ， 以声 音和屏 幕显示 的方 式提示 每 次操作 的执行 情况 。对 权 限 内的操 作 ， 声 音及 屏幕 可提示 操作 人员 操作 ； 对越 权 的操作进 行强 制 闭锁 ， 并 显示越 权信 息 ， 并 予 以 记录， 达到强制管理的目的。操作结束后 ， 智能钥 匙 通 过 传送 充 电座将 锁 具 开启 信息 汇 报 给管 理 系统存储 ， 以便管理人员查询考核 。 2 4各种 机械锁 机械锁 包括挂锁 、 把手锁 、 二 次设备柜 门锁 、 门 锁等 。机械锁均为 “ 一匙 通” 锁具 ， 可 通过智 能钥匙 识 别和开启 。机械 锁 的主要 特点 是采 用 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、 防尘等级最高可达 I P 6 8 ； 锁具主要部件采用不 锈钢或铜质材料制造， 具有较好的耐腐蚀性。 3 智能锁具管理 系统的主要功能 3 1 客 户权 限设置 日常进入变电站工作人员按其工作性质可大 致划分为一般人员 、 检修人员、 巡视人员 3类。 1 )一般人员 ， 能被授权在指定时间内出入变 一 1 1 0一 电站大 门 ， 不 能 进入 其 他 区域 。主 要 指 因工 作 需 要进 入变 电站 的本 单 位 人 员 、 经 安 监 部培 训 且 考 试合 格 的外来 工作人 员 ， 如保 洁人员 等 。 2 )检修 人 员 ， 能被授 权 在指 定 时间 内 出入变 电站大 门和指 定 的建 筑 物 房 门 ， 无 权 进 入 其他 区 域 。主要 指 因 工 作 需 要 进 入 变 电 站 的 本 单 位 人 员 、 设备 厂家 维护 人员 、 检修 人员 等 。 3 )运 维巡 视人 员 ， 任何 时 间均 可进 入 和开 启 变 电站 大 门和指定 的建 筑物 房 门 、 设备 箱柜 ， 包括 公 司领 导 、 职 能部 门具 备 单 独进 入 变 电站 巡 视 的 人 员 、 运维站 运维 人员 等 J 。 由此 ， 可 在授 权 管 理 系统 中依 据 工 作 任务 和 工 作范 围划 分 出 3级 管 理控 制 权 限 ， 并 设 置 相应 的客 户 。不 同 工作 性 质 作 业人 员 进 入 变 电 站后 ， 运 维人 员根 据本 次 工作 范 围 ， 进 行 现 场 授 权并 借 出与本 次工 作范 围相对 应 的智 能钥匙 。工作 结束 后 ， 智能钥匙可将锁具开启信息汇报 给管理系统 存 储 ， 运维人 员 可凭 此 检 查 作 业人 员 工 作 过 程 中 是 否有 越权 现 象 发 生 。由 于客 户 权 限 的 唯一 性 ， 可 以实现对检修工作区域指定、 运维 、 巡视等各类 型工作的逐一安全管控 ， 以授权流程使工作人员 明确 工作范 围 ， 通 过智 能钥 匙强 制 闭锁越权 操作 ， 以“ 事 前 出入 授 权 ， 事后 追 踪 记 录 ” 的技 术 手 段 杜 绝“ 权 限不 清” 的安全 隐患 。 3 2授权 方式 P C机授 权 管理 系统可 实现 多种 方式 的授权 ， 以适应不同作业条件下的开锁需求。 1 )一 键授 权 。在客 户权 限设 置 完毕 后 ， 进 入 “ 一 键授 权” 程序 ， 可 将 该 客 户 的权 限传 送 到 所选 择 的智 能钥 匙 ， 该 智 能 钥 匙 便 可 以开 启 该 客 户 拥 有 解锁 权 限的所 有锁 具 。一 键授 权模 式 流程 图如 图 2所示 2一键 授 权 模 式 沉 程 图 2 )选择设备授权。此授权方式适用于某一 特定工作范 围的作业 ， 可实现一 张工作票 ( 操作 票 ) 对应 一把 智 能钥 匙 ， 避 免 走 错 仓位 、 误 入非 工 作间隔。系统进入选择设备状态后， 可在受控锁 具 分布 图 中点 击 要 授权 的设 备 ， 也 可 在 设 备 列 表 2 O 1 4 年第3 期 上 海 电力 中勾选 要授 权 的设备 。系统会 将 已授 权设 备 自动 加入 任 务序 列 中 。将 选 中的设 备通 过传 送 适配 器 分 发到 相应智 能钥 匙 ， 该 智 能 钥 匙 即可 开 启 所 有 已被选 中的设备 。同时 ， 也 可根据需要填写 当前 任务 名 称 、 使 用 人 等 信息 ， 以 方便 以后 管 理查 询 ， 如 图 3所 示 。 点击 “ 选择 设备”按钮 现场开锁 选择要授权 的设备 授权任务到 钥匙 H任 务 结 果 充 电 座 l l 再次点击 “ 选择设备 ” 选择一把 钥匙 图 3选 择 设备 授 权模 式 流程 3 )远 程 授 权 。远 程 授 权 功 能 主要 是 为 了方 便在现场任务临时变更时使用。进入“ 远程授权” 程 序后 ， 运 维人 员可 选择 需变 更 的设备 ， 系 统会 自 动 随机 生成 一组 解 锁 密 码 ， 解 锁 密 码 与 智 能 钥 匙 一一 对 应 。主控 室运 维人 员可 根据 现场 工 作人 员 使 用 的钥匙 编号 ， 告 知对 应 的解 锁 密码 ， 现 场人 员 输入解锁密码后 ， 即可将设备解锁 ， 如图 4所示 。 点击 “ 远程 授权”按钮 现 场 开锁 选择要授权 的设备 输入解锁 密码 H任 务 结 果 充 电 座 I I 、 生成相应 解锁密码 告知运维人 员解锁密码 图 4 远程授权模式流程图 4智能锁具管理 系统 的应 用前景 目前 ， 智 能 锁 具 管 理 系统 仅 在 单 站 试 运 行 。 为适 应 大区域 化 管 理 结 构 的发 展 趋 势 ， 方便 派 出 运维 人员 日常工 作 ， 该 系 统 应 实 现在 多个 变 电站 之 间远程 授权 、 远 程接 受授 权 、 远程 回传信 息等 功 能 ， 即该 系统应 具 备 基 于 变 电站 数量 增 加 的 可 扩 展性架 构 。 基 于 智 能锁具 管理 系统 平 台 ， 可 开 发 远 程 实 时反馈 各类 门锁 实 际 位 置 的功 能 ， 使 得 运 维 人 员 能 有效 管控 现场 门锁 的状态 ， 防止 重要 通道 门 、 保 护 屏柜 门漏 关 误 开 ， 确 保 现 场 作 业 安全 。作 为变 电站现 场进 行 日常 运 维操 工 作 的安 全 管控 措 施 ， 智 能锁 具管 理 系统 可 以 与微 机 五 防 系统 相 配 合 ， 针对 变 电站 重要 区域 出入 通 道 门 、 各 类设 备 箱 柜 门等 非 电气 操作 设备 开锁 、 上 锁环节 进行 管控 ， 有 效地 填 补 了传统 钥匙 管理 模式 的死 角 。应将 智能 锁具 管 理 系统平 台纳 入 变 电站 日常管 理 工 作 ， 并