RFID技術在變電站遠方許可中的應用

江蘇省電力公司常州供電公司 穆 迪 曹 丹

RFID技術在變電站遠方許可中的應用

江蘇省電力公司常州供電公司 穆 迪 曹 丹

RFID技術實現了公司管轄地區內變電站設備的唯一編碼，為遠方許可系統的建立提供了技術支撐。本文介紹了基于RFID技術的遠方許可系統的構成框架，詳細研究分析了電子標簽、閱讀器、遠方許可流程和管理軟件的功能，并提出了相應的解決方案，解決了變電站鎖具編碼維護、管理混亂的問題，防止誤入帶電間隔、誤操作電網設備事故的發生。

射頻識別；五防鎖具；遠方許可；電子標簽

1.引言

隨著電網建設飛速發展，變電站內設備大量增加，雖然通過微機五防鎖在一定程度上防止了誤入帶電間隔、誤操作電網設備等事故的發生，但是五防鎖的10位編碼只有1024種排列組合，存在兩個弊端：一是如果一個變電站內設備數量超過1024個，鎖具編碼就會出現重復，給操作安全帶來極大的隱患；二是只能對一個變電站進行控制，造成不同變電站的不同設備編碼相同。若檢修人員要在多個變電站依次進行巡視、消缺等批量性工作，運行人員必須一直跟隨檢修人員，在現場進行電腦鑰匙的許可，大大浪費運行人員時間和精力。

通過RFID可實現單個設備在全公司的唯一編碼(通常為64位、96位甚至更高)，在遠方可同時對變電站內任一設備進行鑰匙解碼的許可，還可記錄開鎖各流程時間、解鎖人員，方便提醒和追溯，大大提高工作效率，保障設備運行安全。

2.RFID技術原理

RFID，即射頻識別，俗稱電子標簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID系統由閱讀器與電子標簽及應用軟件系統三個部份所組成，其工作原理是閱讀器發射一特定頻率的無線電波能量給電子標簽，用以驅動電子標簽將內部的數據傳輸出去，然后閱讀器便依序接收解讀數據，送給應用軟件系統做相應的處理。

3.基于RFID技術的遠方許可系統

(1)在五防鎖具上粘貼一個RFID電子標簽，在數據庫中建立標簽編碼與變電設備的唯一對應關系；

(2)遠方許可管理軟件建立規范化、標準化的申請、審核、許可流程及安全判據。

(3)電腦鑰匙內裝有電磁鐵，在正常情況下閉鎖開鎖按鈕，即開鎖按鈕是不能按下的。當讀取到與已授權的鎖具編碼相對應的電子標簽時，電磁鐵動作，開鎖按鈕可按下開鎖。

遠方許可系統框圖如圖1所示。

3.1 電子標簽

考慮到成本和日后的免維護管理，使用體積小巧的無源電子標簽。鎖具表面是金屬，為了在金屬表面有良好讀取效果，需使用抗金屬標簽。抗金屬標簽是用一種特殊的防磁性吸波材料封裝成的電子標簽，從技術上解決了電子標簽不能附著于金屬表面使用的難題。選用的標簽必須滿足戶外惡劣的工作環境（溫度、濕度、酸堿度），具有很長的使用壽命及安裝牢固度。

電子標簽工作頻率的選取是關鍵，工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理、識別距離，還決定著標簽及讀寫器實現的難易程度和設備的成本。圍繞選定的頻率，才能進行讀寫器的開發。

3.2 閱讀器

在變電站遠方許可系統中需使用的閱讀器有兩種。一種是維護鎖具編碼的電子標簽閱讀器，讀取電子標簽的編碼，并在數據庫中維護編碼與鎖具實際安裝位置的唯一對應關系；一種是電腦鑰匙，用來存儲已經得到許可開鎖的鎖具的編碼，讀取現場鎖具編碼后，經比對確定該鎖具是否可以打開，電腦鑰匙還能記錄開鎖時間、開鎖人員等關鍵信息，方便日后追溯。

為了防止發生臨近鎖具編碼的誤讀，讀寫器選擇合適的讀寫距離，并且具備一定的防誤讀功能。

3.3 應用軟件

3.3.1 遠方許可流程

在工作票許可制度、部分二種票遠方許可條例的基礎上，根據此遠方許可技術的特性，擬定了一個不違背各項安全技術管理規定的遠方許可流程。

圖1 系統構成框圖

第一步：根據工作需要，變電檢修中心二種票簽發人在系統中選擇要打開的端子箱、機構箱，即選定要打開的鎖具；

第二步：操作班運行人員審核工作必要性，確定可以打開的鎖具，并批量許可；

第三步：獲得授權的檢修人員（工作票工作人員）將許可信息傳入電腦鑰匙，去現場打開鎖具進行工作。

打開鎖具的申請、審核、許可應和工作票的簽發、審核、許可流程結合，帶有許可信息的電腦鑰匙只能授權給工作票工作人員進行操作。

3.3.2 系統管理軟件

根據擬定的遠方許可流程和變電站端子箱、機構箱編碼的安全判據，進行相關軟件的開發。軟件分為鎖具管理系統和遠方許可系統兩部分。

鎖具管理系統對管轄地區內所有變電設備的編碼進行統計、維護，建立編碼和各設備鎖具的唯一對應關系。運行人員將變電站、間隔、設備的雙重名稱維護在軟件的數據庫內，通過閱讀器將鎖具上電子標簽的編碼與數據庫內的設備一一對應起來，完成鎖具的初始化過程。在傳輸開鎖解碼時亦能夠建立鎖具編碼的安全判據，確定該鎖具是否可以打開，同時記錄開鎖時間、開鎖人員等關鍵信息。

遠方許可系統根據遠方許可流程實現規范標準化的遠方許可工作，允許打開某個變電站某個防誤鎖具或者多個變電站的多組防誤鎖具，在避免誤開、誤碰運行設備的基礎上減少重復操作，提高運行人員的工作效率。

當檢修人員需要解鎖時，將電腦鑰匙與電腦相連接，根據當天工作票內容在系統內選擇相應設備，向運行班發出許可防誤鎖具的檢修申請。運行人員收到檢修申請后，審核并確認申請人、工作內容、工作時間、申請鎖具等相關信息，若信息正確，批準；若信息有誤，進行駁回。在傳輸開鎖解碼時亦能夠建立鎖具編碼的安全判據，確定該鎖具是否可以打開，同時記錄開鎖時間、開鎖人員等關鍵信息。

4.結束語

通過在原有五防掛鎖具表面粘貼低成本無源電子標簽，實現變電站所有在役設備的唯一編碼；遠方許可系統建立了規范的申請、審核、許可流程，實現了操作信息的自動存儲，極大的降低了運行人員工作量，解決了變電站長期以來各種鎖具編碼維護、管理混亂的問題，保障了變電站內設備及人員的安全，防止誤入帶電間隔、誤操作電網設備事故的發生，提高電網安全運行的可靠性。

[1]郎為民.射頻識別（RFID）技術原理與應用[M].機械工業出版社,2006,8.

[2]蔣立新,康繼剛.電子標簽的應用與發展[J].國防技術基礎,2004,(3):35-37.

[3]陶玉芬.RFID技術應用展望[J].電腦技術應用,2006(68):5-8.

穆迪（1984—），男，江蘇省電力公司常州供電公司助理工程師，主要研究方向：電力系統自動化。曹丹（1985—），女，現供職于江蘇省電力公司常州市農電電力有限公司，主要研究方向：電力系統自動化。