本發(fā)明涉及電網(wǎng)運(yùn)行安全技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于一種高壓室開(kāi)關(guān)通過(guò)遠(yuǎn)方遙控操作時(shí)，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)發(fā)出有效提示信息的裝置及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

遠(yuǎn)方操作包括調(diào)度控制中心通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和在變電站內(nèi)通過(guò)監(jiān)控后臺(tái)機(jī)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控操作兩種情形，兩者都是發(fā)送分合閘指令給測(cè)控裝置，由測(cè)控裝置完成斷路器的分合。

《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全規(guī)定》（變電部分）5.3.6.4要求：遠(yuǎn)方遙控操作斷路器（開(kāi)關(guān)）前，宜對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出提示信號(hào)，提醒現(xiàn)場(chǎng)人員遠(yuǎn)離操作設(shè)備。有兩個(gè)方面的原因：一是遠(yuǎn)方遙控操作斷路器（開(kāi)關(guān)），當(dāng)如果現(xiàn)場(chǎng)有工作人員在巡視、檢修工作時(shí)，沒(méi)有提醒，突然拉開(kāi)或合上斷路器（開(kāi)關(guān)）會(huì)給工作人員造成驚嚇；二是當(dāng)線路或開(kāi)關(guān)內(nèi)部故障造成跳閘時(shí)，在巡線人員發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)匯報(bào)調(diào)度后，調(diào)度人員會(huì)根據(jù)情況強(qiáng)送電，在合開(kāi)關(guān)的時(shí)候，變電運(yùn)維人員可能正在檢查開(kāi)關(guān)柜，如果發(fā)生故障開(kāi)關(guān)爆炸，將會(huì)造成人身傷亡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的即在于提供一種斷路器遙控操作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警裝置及其實(shí)現(xiàn)方法，以達(dá)到提高電網(wǎng)作業(yè)領(lǐng)域的安全系數(shù)的目的。

本發(fā)明所提供的斷路器遙控操作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警裝置，其特征在于，具有殼體，殼體內(nèi)部包括單片機(jī)以及分別與單片機(jī)相連接的供電模塊、通訊模塊、聲光報(bào)警模塊、語(yǔ)音報(bào)警模塊，其中，通訊模塊又包括以太網(wǎng)接口通訊模塊和/或rs485接口通訊模塊；供電模塊采用交直流電源供電，接入220v的交流電或220v的直流電；以太網(wǎng)接口通訊模塊、rs485接口通訊模塊分別通過(guò)以太網(wǎng)接口、rs485接口，接入變電站內(nèi)站控層交換機(jī)或者rs485網(wǎng)絡(luò)；聲光報(bào)警模塊包括由位于殼體外部的led燈、蜂鳴器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路，語(yǔ)音報(bào)警模塊包括語(yǔ)音芯片，語(yǔ)音芯片通過(guò)音頻插孔，外接作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的有源音箱；此外，所述單片機(jī)還連接殼體外部的lcd液晶屏、鍵盤(pán)。

所述單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有本裝置的斷路器遙控指令的監(jiān)聽(tīng)預(yù)警程序，包括以下控制流程：如果采用以太網(wǎng)接口通訊模塊，則通過(guò)配置參數(shù)，設(shè)定其為混亂工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)交換機(jī)內(nèi)的所有報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)；如果采用rs485接口通訊模塊，則直接對(duì)交換機(jī)內(nèi)的所有報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)；根據(jù)103規(guī)約和61850規(guī)約協(xié)議的規(guī)定數(shù)據(jù)格式，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到“68xxxx68”這一特征報(bào)文數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)入譯碼程序，將解析到的間隔地址與存儲(chǔ)在單片機(jī)e2prom中的開(kāi)關(guān)編號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，并把轉(zhuǎn)譯后的數(shù)據(jù)發(fā)送給語(yǔ)音芯片，譯碼完成后繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)交換機(jī)內(nèi)的所有報(bào)文數(shù)據(jù)；單片機(jī)對(duì)總控發(fā)出的遙控選擇幀予以獲取并解析，通過(guò)標(biāo)識(shí)符、控制域、地址域、鏈路層地址及功能碼等信息的譯碼，得到選擇的間隔編號(hào)，將信息傳遞給語(yǔ)音芯片，驅(qū)動(dòng)有源音箱發(fā)出“注意，xx開(kāi)關(guān)準(zhǔn)備操作”的語(yǔ)音提示；通過(guò)對(duì)執(zhí)行幀和遙控撤消幀的監(jiān)聽(tīng)和解析，停止聲音的輸出，如果通訊中斷，本發(fā)明裝置無(wú)法收到執(zhí)行幀和遙控撤消幀，在1分鐘的延時(shí)后停止聲音的輸出。

進(jìn)一步的，所述殼體底部延伸出一接口集，接口集上設(shè)有電源接口g、以太網(wǎng)接口i、rs485接口h以及有源音箱的音頻插孔f，同時(shí)，殼體的左下方還具有電源開(kāi)關(guān)e。

進(jìn)一步的，本發(fā)明單片機(jī)內(nèi)部引出導(dǎo)線連接于殼體外部的指示燈集，所述指示燈集包括運(yùn)行狀態(tài)指示燈a、通訊故障指示燈b、裝置異常指示燈c以及報(bào)警指示燈d。

本發(fā)明所提供的斷路器遙控操作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：以太網(wǎng)接口通訊模塊或者rs485接口通訊模塊，經(jīng)過(guò)ttl電平轉(zhuǎn)換，與單片機(jī)的uart通訊，單片機(jī)對(duì)變電站站控層交換機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)文獲取并解析，判斷是否為遙控操作行為，并根據(jù)ip地址號(hào)和點(diǎn)號(hào)，識(shí)別出遙控選擇的開(kāi)關(guān)編號(hào)；單片機(jī)判斷出報(bào)文內(nèi)含有遙控操作行為，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警模塊，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通，led燈閃爍，蜂鳴器報(bào)警；同時(shí)，單片機(jī)將解析得到的開(kāi)關(guān)編號(hào)，通過(guò)脈沖編碼方式發(fā)送至語(yǔ)音芯片，語(yǔ)音芯片對(duì)脈沖解碼，通過(guò)pwm輸出語(yǔ)音信號(hào)，外接的有源音箱發(fā)出單片機(jī)設(shè)定的語(yǔ)音提示。

本發(fā)明所提供的斷路器遙控操作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警裝置及其實(shí)現(xiàn)方法，在不改變調(diào)控值班人員和變電運(yùn)維人員傳統(tǒng)工作模式的情況下，且不需要改變變電站現(xiàn)有設(shè)備和二次接線，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控操作斷路器（開(kāi)關(guān)）前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出預(yù)警提示，本發(fā)明通過(guò)鍵盤(pán)在液晶屏顯示的菜單上，根據(jù)需要選擇“103規(guī)約”或“61850規(guī)約”進(jìn)行配置，可以適用于103規(guī)約的傳統(tǒng)變電站，亦可適用于61850規(guī)約的智能變電站，本發(fā)明的裝置安裝在高壓設(shè)備室內(nèi)，并接入變電站內(nèi)站控層交換機(jī)上，對(duì)其它所有設(shè)備安全不產(chǎn)生任何不安全因素，即使本裝置內(nèi)部發(fā)生故障仍不影響其它任何設(shè)備的安全運(yùn)行，不存在因裝置自身故障引發(fā)的安全危險(xiǎn)。綜上所述，本發(fā)明具有提高電網(wǎng)作業(yè)領(lǐng)域的安全系數(shù)的積極效果。

附圖說(shuō)明

附圖部分公開(kāi)了本發(fā)明具體實(shí)施例，其中，

圖1為本發(fā)明的工作原理圖；

圖2為本發(fā)明單片機(jī)的控制流程圖；

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

變電站站控層通常采用103規(guī)約或61850規(guī)約，有rs485接口和以太網(wǎng)接口兩種，總控（遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和監(jiān)控后臺(tái)機(jī)）和各測(cè)控裝置在交換機(jī)內(nèi)通過(guò)廣播方式通訊。

如圖1-3所示，本發(fā)明所提供的斷路器遙控操作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警裝置，具有殼體，殼體內(nèi)部包括單片機(jī)以及分別與單片機(jī)連接的供電模塊、通訊模塊、聲光報(bào)警模塊、語(yǔ)音報(bào)警模塊，所述單片機(jī)還連接殼體外部的lcd液晶屏、鍵盤(pán)。通訊模塊又包括以太網(wǎng)接口通訊模塊、rs485接口通訊模塊。因大多數(shù)變電站采用以太網(wǎng)接口，少數(shù)變電站采用rs485接口，這樣，本裝置實(shí)現(xiàn)了兩種接口形式的兼容，提高了本發(fā)明的自動(dòng)識(shí)別性能。此外，所述殼體底部延伸出一接口集，接口集上設(shè)有電源接口g、以太網(wǎng)接口i、rs485接口h以及有源音箱的音頻插孔f，同時(shí)，殼體的左下方還具有電源開(kāi)關(guān)e。

其中，所述供電模塊通過(guò)電源接口，輸入接交流220v或直流220v電源均可；以太網(wǎng)接口通訊模塊通過(guò)以太網(wǎng)接口接入變電站內(nèi)站控層交換機(jī)，rs485接口通訊模塊通過(guò)rs485接口接入rs485網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)變電站的實(shí)際接口情況而相應(yīng)接入；聲光報(bào)警模塊包括聲光報(bào)警器件以及驅(qū)動(dòng)電路，所述聲光報(bào)警器件為位于殼體外部的led燈以及蜂鳴器，led燈、蜂鳴器接入裝置內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路，語(yǔ)音報(bào)警模塊包括語(yǔ)音芯片，語(yǔ)音芯片通過(guò)音頻插孔，外接作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的有源音箱；單片機(jī)用于對(duì)變電站站控層交換機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行獲取并解析，另外，本發(fā)明單片機(jī)內(nèi)部引出導(dǎo)線連接于殼體外部的指示燈集，所述指示燈集包括運(yùn)行狀態(tài)指示燈a、通訊故障指示燈b、裝置異常指示燈c以及報(bào)警指示燈d。

本發(fā)明所提供的斷路器遙控操作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警裝置的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：以太網(wǎng)接口通訊模塊或者rs485接口通訊模塊，經(jīng)過(guò)ttl電平轉(zhuǎn)換，與單片機(jī)的uart通訊，單片機(jī)對(duì)變電站站控層交換機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)文獲取并解析，判斷是否為遙控操作行為，并根據(jù)ip地址號(hào)和點(diǎn)號(hào)，識(shí)別出遙控選擇的開(kāi)關(guān)編號(hào)；單片機(jī)判斷出報(bào)文內(nèi)含有遙控操作行為，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警模塊，發(fā)光電路導(dǎo)通，led燈閃爍；同時(shí)，單片機(jī)將解析得到的開(kāi)關(guān)編號(hào)，通過(guò)脈沖編碼方式發(fā)送至語(yǔ)音芯片，語(yǔ)音芯片對(duì)脈沖解碼，通過(guò)pwm輸出語(yǔ)音信號(hào)，外接的有源音箱發(fā)出單片機(jī)設(shè)定的語(yǔ)音提示。

本發(fā)明的工作原理為：總控向交換機(jī)的所有端口發(fā)送遙控選擇幀，測(cè)控裝置對(duì)與自己無(wú)關(guān)的報(bào)文予以忽略，不做任何處理，對(duì)與自己有關(guān)的報(bào)文進(jìn)行解析處理，對(duì)應(yīng)間隔的測(cè)控裝置在接收到遙控選擇指令后，以遙控選擇幀的鏡像回送總控。總控接收到來(lái)自對(duì)應(yīng)測(cè)控裝置的鏡像報(bào)文后，再向測(cè)控裝置發(fā)送執(zhí)行幀，對(duì)應(yīng)的測(cè)控裝置接收到執(zhí)行幀的報(bào)文數(shù)據(jù)后，對(duì)斷路器完成分合閘的操作，并且以執(zhí)行幀的鏡像回送給總控。如果遙控撤銷(xiāo)則總控向單元發(fā)遙控撤消幀，測(cè)控裝置正確接收以后，以撤消幀的鏡像回送控制系統(tǒng)，并將接收到的選擇幀撤銷(xiāo)，遙控選擇及執(zhí)行或遙控撤消都采用asdu64，三者通過(guò)asdu64中的斷路器控制命令dcc字節(jié)中的s/e和act兩標(biāo)志位的組合來(lái)區(qū)分。

如圖2所示的本發(fā)明單片機(jī)內(nèi)監(jiān)聽(tīng)預(yù)警程序的控制流程圖，采用太網(wǎng)接口通訊模塊，則通過(guò)配置參數(shù)，設(shè)定其為混亂工作模式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)交換機(jī)內(nèi)的所有報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)；采用rs485接口通訊模塊時(shí)，則直接對(duì)交換機(jī)內(nèi)的所有報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)；根據(jù)103規(guī)約和61850規(guī)約協(xié)議的規(guī)定數(shù)據(jù)格式，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)到“68xxxx68”這一特征報(bào)文數(shù)據(jù)時(shí)，即進(jìn)入譯碼程序，將解析到的間隔地址與存儲(chǔ)在單片機(jī)e2prom中的開(kāi)關(guān)編號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，并把轉(zhuǎn)譯后的數(shù)據(jù)發(fā)送給語(yǔ)音芯片，譯碼完成后繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)交換機(jī)內(nèi)的所有報(bào)文數(shù)據(jù)；單片機(jī)對(duì)總控發(fā)出的遙控選擇幀予以獲取并解析，通過(guò)標(biāo)識(shí)符、控制域、地址域、鏈路層地址及功能碼等信息的譯碼，得到選擇的間隔編號(hào)，將信息傳遞給語(yǔ)音芯片，驅(qū)動(dòng)有源音箱發(fā)出“注意，xx開(kāi)關(guān)準(zhǔn)備操作”的語(yǔ)音提示。通過(guò)對(duì)執(zhí)行幀和遙控撤消幀的監(jiān)聽(tīng)和解析，停止聲音的輸出，如果通訊中斷，本發(fā)明裝置無(wú)法收到執(zhí)行幀和遙控撤消幀，在1分鐘的延時(shí)后停止聲音的輸出。

另外，本發(fā)明單片機(jī)e2prom中存儲(chǔ)有全站測(cè)控裝置的ip地址、斷路器點(diǎn)號(hào)和間隔編號(hào)，通過(guò)鍵盤(pán)操作進(jìn)入lcd液晶屏的系統(tǒng)菜單，進(jìn)入“整定定值”頁(yè)面，通過(guò)鍵盤(pán)錄入相應(yīng)定值，全站測(cè)控裝置的ip地址、斷路器點(diǎn)號(hào)和間隔編號(hào)之間存在指定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由單片機(jī)完成映射轉(zhuǎn)換。