电力系统远程可视化工作许可装置的研制

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电力系统远程可视化工作许可装置 的研制 摘要：为了提高传统方式下工作 票人工现场许可的工作效率和远程电话 许可的可靠性，本文研制出一套电力系 统远程可视化工作许可装置。该装置由 电源模块、红外线检测模块、光源驱动 模块以及报警模块组成，以 MT6589 为 处理器的嵌入式系统为核心，通过内置 安卓系统环境支持微信交互功能，可实 时与微信端运维人员视频对话互动，实 现工作票的远程许可，同时，对于进入 变电站人员也实现了实时监控。实际应 用表明，本文研制的电力系统远程可视 化工作许可装置大大提高了运维人员工 作票许可的效率和可靠性。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /8/view-13006922.htm 关键词：远程可视化；工作许可； 效率；可靠性 DOI： 10.3969/j.issn.1005- 5517.2017.8.009 引言 近年来，随着电力系统的发展， 无人值班变电所和所内出线间隔不断增 多，运行人员的工作任务和压力越来越 大。根据电力安全生产规程的相关规定， 工作票的许可分为现场许可和电话许可 两种。工作票现场许可要求运维人员必 须到现场，然而实际情况是，一个集控 站下辖多个变电所，每个变电所当天可 能又同时许可多种工作票，考虑到运行 人员的人数限制，难以对各类工作票都 进行现场许可办理。因此，我国电力安 全生产规程规定，对部分工作票可进行 电话许可办理。但是，目前的工作票电 话许可办理只能通过电话语音，不能通 过视频明确工作负责人及工作班成员的 实际情况，而长时间高负荷的工作会使 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 工作人员注意力下降，工作时可能存在 误拿钥匙，误入带电间隔的风险，这无 疑增加了电网安全运行隐患。因此，提 高运维人员的工作票许可效率和工作票 电话许可的安全可靠性，已成为亟待解 决的问题。 针对现有的工作许可中存在的问 题，本文研制出了一种电力系统远程可 视化的工作许可装置，该方法己成功应 用于 220kV 及 llOkV 无人值班变电所的 工作票许可办理中。 1 电力系统远程可视化工作许可 装置概述 电力系统远程可视化工作许可装 置由电源模块、红外线检测模块1-2、 光源驱动模块以及报警模块组成，以 MT6589 为处理器的嵌入式系统3为核 心，通过接收光线传感器模块的输出脉 冲辨别当前光线强度，进而控制红外夜 视灯的状态，为夜间或者光线较弱情况 下的安防镜头提供合适的拍摄环境。在 正常情况下，热释电红外传感器会实时 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 监测周围人体信号，一旦检测到周边有 人靠近，便通过信号处理器输出触发状 态给以 MT6589 为处理器的嵌入式系统， 该嵌入式系统经过快速的数据处理，通 过安防镜头拍摄当前场景照片，并通过 WIFI 发送至手机微信端 4-5，发送的 微信照片，能使运维人员及时确认是否 工作人员进入生产现场。实现向运维人 员的实时报警。按下装置面板按钮，系 统便会给手机微信端的运维人员拨打电 话，此时装置端便可通过扬声器与传话 器模块与运维人员进行视频对话，实施 工作票的远程许可，十分方便。 电力系统远程可视化工作许可装 置内部电路框图如图 1 所示。 2 硬件设计 2.1 电源模块设计 电源模块由 USB 接口、充电电 池以及辅助电源组成。正常情况下，由 额定电压 3.7V，容量为 3lOOmAh 的锂 电池给辅助电源供电，在电量不足时， 可通过 USB 接口充电，以保证系统的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 正常供电。 装置内置锂电池的额定电压为 3.7V，充满时为 4.2V，而系统内部电路 的工作电压为 3.3V，因此，必须通过辅 助电源进行降压稳压。MT6320LDO 模块是一款常用的低压差三端线性稳压 器件，此模块能够实现输出多种电压值 并且十分定，满足内部电路的电压需 求。其原理图如图 2 所示。 2.2 红外线检测模块设计 红外线检测模块由热释电红外传 感器、信号处理器和嵌入式系统中内置 的主控制器组成。热释电红外传感器输 出的模拟信号，由内置 AS083 信号处理 芯片的信号处理器进行转换，去除干扰 信号，提取有效信号，输出触发状态给 主控制器进行判断。 RE200B 是 PIR 人体热释电红外 传感器，选用高品质球状菲涅尔透镜收 集红外感应信号，可双向感应，灵敏度 高，检测距离可达 4-6m。该传感器采 用热释电材料极化时随温度变化的特性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法 抑制温度变化产生的干扰，提高了传感 器的工作稳定性。 U2（AS083）是一个 CMOS 工 艺集成的 PIR（Passive Infra-Red）控制 器芯片，功耗很低。其内部构架采用模 拟及数字混合电路的 Mixed-mode 方式 设计，各种情况下使用皆十分稳定. AS083 采用第三代 PIR 人体热释红外线 探测技术方案，内置高精度算法单元， 可自调整适应当前环境，滤除环境干扰， 有效提取人体信号，最远感应距离高达 十几米。实际应用电路相当简单。研发、 生产无需调试，大幅降低生产成本、节 省空间。 RE200B 第 2 脚输出随红外感应 变化的模拟电压信号，该信号接至 AS083 的第 3 脚 PIR 输入端，PIR 信号 在 AS083 内部，经过运放阻抗匹配，再 通过信号采集和算法单元，转换成高低 电平的状态信号，从第 6 脚 out 端输出 至后级 MOS 管。Out 端平时为低电平， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 检测到人体信号时，输出高电平，此时 MOS 管导通，主控制器可接收到低电 平信号。 热释电红外传感器与信号处理器 的原理图如图 3 所示。 2.3 光源驱动模块设计 光线传感器在晚上或者光线较弱 的情况下触发开启红外夜视灯，为安防 镜头提供合适的拍摄环境。 光线传感器的主要部分为一种型 号为 5506 的光敏电阻。5506 光敏电阻 是一种对光敏感的元件，它的电阻值能 随着外界光照强弱（明喑）的变化而变 化。在白天光照较强（lOLux）时，光 敏电阻 RL 阻值仅为 2KQ-5KQ，S8050 集电极输出低电平信号：在夜间或光线 强度较弱时，光敏电阻 RL 阻值为 0.2M Q，S8050 集电极输出高电平信号，该 信号输出给嵌入式系统中的主控制器从 而实现对红外夜视灯的控制。光线传感 器原理图如图 4 所示。 2.4 报警 模块设计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 报警模块由扬声器、安防镜头组 成。在正常情况下，热释电红外传感器 一旦检测到周边人体信号，便会输出模 拟信号，经过信号处理器的处理、转换， 输出触发状态给以 MT6589 为处理器的 嵌入式系统，该嵌入式系统经过快速的 数据处理通过安防镜头拍摄当前场景照 片并发送至手机微信端，同时，扬声器 发出相关提示音，如：变电重地、高压 危险、闲人莫入等提示。同时，实现向 手机终端的实时报警。 安防镜头采用统一标准的 MIPI 接口，对于不同的接口芯片和模块，更 改结构设计和输出功能时更加快捷方便。 其更低功耗、更高数据传输率和更小的 PCB 占位空间的优点，并且专门为移动 设备进行的优化，十分适合手机等设备 的连接。安防镜头原理图如图 5 所示。 本装置采用的是一种型号为 240326000031，频率范围在 100Hz- 10KHz 的扬声器。扬声器原理图如图 6 所示。左边部分为接收到的语音信号在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 电源管理集成电路内部的音频信号放大 电路，右边部分电路为语音信号由电源 管理集成电路出来后发送到接收器的过 程。 热释电红外传感器通过信号处理 器连接于主控制器，且该主控制器内置 于 MT6589 为处理器的嵌入式系统中， 并构成所述的红外线检测模块，所述的 嵌入式系统通过串口与传声器和扬声器 通讯连接，在触发情况下，嵌入式系统 通过传声器向微信端发送语音，同时， 嵌入式系统也可将微信端的语音信号接 收并通过扬声器发声。传声器原理图如 图 7 所示。 3 软件系统设计 如图 8 所示，系统开机后，首先 进行相关产品配置及初始化工作，在这 完成后，程序依次循环判断热释电红外 传感器、面板按钮、视频通话各种触发 信号，检测周围环境是否异常并查询是 否需要进入人机交互状态。在整个过程 若有信号触发，立即进入相应的处理程 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 序：如果整个过程没有信号触发，系统 将再次进入检测状态，整个过程一直持 续到系统关机。 4 装置特点 1）结构简单，重量轻，安装使 用方便； 2）实现对无人值班变电所的实 时监控报警，保证变电所内设备安全可 靠运行； 通过装置的热释电红外感应器， 对未经许可闯入、误入无人值班变电所 的人员，实现向集控站运维人员的实时 报警； 3）具备可视化功能，实现工作 票的远程可视化许可，提高运维人员的 工作票许可效率。 通过装置的远程视频对话功能进 行工作票的远程许可，省时省力，减轻 了运维人员的工作毫 5 结论 针对目前电力系统中工作票许可 中存在的困难和问题，研制出了一种电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 力系统远程可视化工作许可装置，本文 从硬件、软件和装置特点三个方面对装 置进行了介绍，得到以下结论： 1）本文介绍的电力系统远程可 视化工作许可装置，可实现工作票的远 程许可，减轻了运维人员的工作压力， 大大提高了工作票的许可效率；同时， 节约了人力、财力、物力，具有很大的 经济效益。 2）本文介绍