RFID技术在变电站远方许可中的应用

江苏省电力公司常州供电公司 穆 迪 曹 丹

RFID技术在变电站远方许可中的应用

江苏省电力公司常州供电公司 穆 迪 曹 丹

RFID技术实现了公司管辖地区内变电站设备的唯一编码，为远方许可系统的建立提供了技术支撑。本文介绍了基于RFID技术的远方许可系统的构成框架，详细研究分析了电子标签、阅读器、远方许可流程和管理软件的功能，并提出了相应的解决方案，解决了变电站锁具编码维护、管理混乱的问题，防止误入带电间隔、误操作电网设备事故的发生。

射频识别；五防锁具；远方许可；电子标签

1.引言

随着电网建设飞速发展，变电站内设备大量增加，虽然通过微机五防锁在一定程度上防止了误入带电间隔、误操作电网设备等事故的发生，但是五防锁的10位编码只有1024种排列组合，存在两个弊端：一是如果一个变电站内设备数量超过1024个，锁具编码就会出现重复，给操作安全带来极大的隐患；二是只能对一个变电站进行控制，造成不同变电站的不同设备编码相同。若检修人员要在多个变电站依次进行巡视、消缺等批量性工作，运行人员必须一直跟随检修人员，在现场进行电脑钥匙的许可，大大浪费运行人员时间和精力。

通过RFID可实现单个设备在全公司的唯一编码(通常为64位、96位甚至更高)，在远方可同时对变电站内任一设备进行钥匙解码的许可，还可记录开锁各流程时间、解锁人员，方便提醒和追溯，大大提高工作效率，保障设备运行安全。

2.RFID技术原理

RFID，即射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID系统由阅读器与电子标签及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给电子标签，用以驱动电子标签将内部的数据传输出去，然后阅读器便依序接收解读数据，送给应用软件系统做相应的处理。

3.基于RFID技术的远方许可系统

(1)在五防锁具上粘贴一个RFID电子标签，在数据库中建立标签编码与变电设备的唯一对应关系；

(2)远方许可管理软件建立规范化、标准化的申请、审核、许可流程及安全判据。

(3)电脑钥匙内装有电磁铁，在正常情况下闭锁开锁按钮，即开锁按钮是不能按下的。当读取到与已授权的锁具编码相对应的电子标签时，电磁铁动作，开锁按钮可按下开锁。

远方许可系统框图如图1所示。

3.1 电子标签

考虑到成本和日后的免维护管理，使用体积小巧的无源电子标签。锁具表面是金属，为了在金属表面有良好读取效果，需使用抗金属标签。抗金属标签是用一种特殊的防磁性吸波材料封装成的电子标签，从技术上解决了电子标签不能附着于金属表面使用的难题。选用的标签必须满足户外恶劣的工作环境（温度、湿度、酸碱度），具有很长的使用寿命及安装牢固度。

电子标签工作频率的选取是关键，工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理、识别距离，还决定着标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。围绕选定的频率，才能进行读写器的开发。

3.2 阅读器

在变电站远方许可系统中需使用的阅读器有两种。一种是维护锁具编码的电子标签阅读器，读取电子标签的编码，并在数据库中维护编码与锁具实际安装位置的唯一对应关系；一种是电脑钥匙，用来存储已经得到许可开锁的锁具的编码，读取现场锁具编码后，经比对确定该锁具是否可以打开，电脑钥匙还能记录开锁时间、开锁人员等关键信息，方便日后追溯。

为了防止发生临近锁具编码的误读，读写器选择合适的读写距离，并且具备一定的防误读功能。

3.3 应用软件

3.3.1 远方许可流程

在工作票许可制度、部分二种票远方许可条例的基础上，根据此远方许可技术的特性，拟定了一个不违背各项安全技术管理规定的远方许可流程。

图1 系统构成框图

第一步：根据工作需要，变电检修中心二种票签发人在系统中选择要打开的端子箱、机构箱，即选定要打开的锁具；

第二步：操作班运行人员审核工作必要性，确定可以打开的锁具，并批量许可；

第三步：获得授权的检修人员（工作票工作人员）将许可信息传入电脑钥匙，去现场打开锁具进行工作。

打开锁具的申请、审核、许可应和工作票的签发、审核、许可流程结合，带有许可信息的电脑钥匙只能授权给工作票工作人员进行操作。

3.3.2 系统管理软件

根据拟定的远方许可流程和变电站端子箱、机构箱编码的安全判据，进行相关软件的开发。软件分为锁具管理系统和远方许可系统两部分。

锁具管理系统对管辖地区内所有变电设备的编码进行统计、维护，建立编码和各设备锁具的唯一对应关系。运行人员将变电站、间隔、设备的双重名称维护在软件的数据库内，通过阅读器将锁具上电子标签的编码与数据库内的设备一一对应起来，完成锁具的初始化过程。在传输开锁解码时亦能够建立锁具编码的安全判据，确定该锁具是否可以打开，同时记录开锁时间、开锁人员等关键信息。

远方许可系统根据远方许可流程实现规范标准化的远方许可工作，允许打开某个变电站某个防误锁具或者多个变电站的多组防误锁具，在避免误开、误碰运行设备的基础上减少重复操作，提高运行人员的工作效率。

当检修人员需要解锁时，将电脑钥匙与电脑相连接，根据当天工作票内容在系统内选择相应设备，向运行班发出许可防误锁具的检修申请。运行人员收到检修申请后，审核并确认申请人、工作内容、工作时间、申请锁具等相关信息，若信息正确，批准；若信息有误，进行驳回。在传输开锁解码时亦能够建立锁具编码的安全判据，确定该锁具是否可以打开，同时记录开锁时间、开锁人员等关键信息。

4.结束语

通过在原有五防挂锁具表面粘贴低成本无源电子标签，实现变电站所有在役设备的唯一编码；远方许可系统建立了规范的申请、审核、许可流程，实现了操作信息的自动存储，极大的降低了运行人员工作量，解决了变电站长期以来各种锁具编码维护、管理混乱的问题，保障了变电站内设备及人员的安全，防止误入带电间隔、误操作电网设备事故的发生，提高电网安全运行的可靠性。

[1]郎为民.射频识别（RFID）技术原理与应用[M].机械工业出版社,2006,8.

[2]蒋立新,康继刚.电子标签的应用与发展[J].国防技术基础,2004,(3):35-37.

[3]陶玉芬.RFID技术应用展望[J].电脑技术应用,2006(68):5-8.

穆迪（1984—），男，江苏省电力公司常州供电公司助理工程师，主要研究方向：电力系统自动化。曹丹（1985—），女，现供职于江苏省电力公司常州市农电电力有限公司，主要研究方向：电力系统自动化。