基于二维码授权的远程防误管控系统开发

黄建林 王靖晖

摘 要：现在小型变电站仍存在倒闸操作权限不受控、监管不到位的现象，已不能满足当前变电站现场电气设备倒闸操作的管控要求。该文提出了一种基于二维码授权的远程防误管控系统方案，该系统依托现有的高覆盖的移动4G网络，省却了重新部署稳定可靠网络的成本，实现了实时跟踪与监控现场的倒闸操作，有效防止了现场倒闸操作管控不力导致的误操作事故的發生，提升了供电企业的管理水平，保障了供电及人身安全。

关键词：二维码；远程授权；变电站

中图分类号：TP315 文献标志码：A

0 引言

电网系统的倒闸误操作往往威胁到电网设备、电网运行及人身安全。《防止电气误操作装置管理规定》和《电业安全工作规定》中明确规定了防止电气误操作装置在运行、管理、设计、安装、维护、检修等诸多方面的具体要求、使用原则和操作方法，其目的是使防误装置能更好地发挥保证电网稳定运行的作用。尽管微机防误闭锁系统在国内大多数变电站中得到广泛应用，为电力安全生产、运行提供了有力的技术支持和保障，然而，在一些偏远或比较小型的变电终端站和厂矿站，因人力紧张或人员素质等因素而导致现场电气设备操作疏于监管，经常出现电气误操作事故，甚至是人身事故。

1 小型变电站的防误现状

35 kV变电站、厂矿站一般地处偏远山区，面向的是中、小型城镇或农村地区，因其规模比常见的变电站小，留守人员较少，变电站内设备操作和监控调度都要靠巡检人员进行处理，同时位置偏远，维护成本相对较高，经济效益低下。为进一步加强倒闸操作的效率，保障供电安全可靠，提高运行效率，一般采用独立的小型综合防误系统进行倒闸操作管理，在一定程度上减少了误操作事故的发生，保障了偏远地区的安全供电。然而，上述小型综合防误系统因现场布线或成本控制问题，没有纳入供电部门的统一管理范畴，导致现场倒闸操作权限不受控，存在随意开票、监控不到位的情况，已不能满足现场倒闸操作的管控要求。

如何整合变电站现有资源，远程进行现场倒闸操作的监管和调度，保障偏远山区变电站、厂矿站供电安全及巡检人员的人身安全，是供电企业急需解决的首要问题。

2 远程防误管控方案

针对偏远的35 kV及以下终端站、厂矿站、开闭所布线组网困难的实际情况，结合当前站运行中的小型综合防误系统，提出一种基于二维码授权的远程防误管控系统方案，系统采用移动互联网技术及二维码技术，实现远程对变电站现场倒闸操作的授权管控及跟踪。

2.1 系统结构

基于二维码授权的远程防误管控系统由Web数据服务主机、远程防误操作终端、APP申请移动终端、APP审核移动终端、智能钥匙、万能钥匙、闭锁锁具等组成，系统框图如图1所示。

系统依托现场移动运营商4G传输信号，完成系统内各项信息的流转，规避了现场布置无线网络产生的相关信息安全问题，并采用WebSocket全双工通信技术实现服务器到APP和Web端的远程消息推送，使服务器的数据变化、申请事件、审批事件等能够实时通知到移动客户端，APP审核可实现多人审核，同时二维码采用加密技术，以保障交互数据信息的安全。同时，系统预留有网络接口，可以扩展为集控站的子站防误系统，实现集控中心与该系统信息的同步，与监控系统通信实现信息的共享。

其中，Web数据服务主机通过Web网页方式进行基础数据的维护及服务管理，基础数据包括设备台账信息、用户相关信息，跟踪现场非法上工报警信息和移动终端申请、授权及回传的数据信息，以及申请记录、操作记录数据统计、查询与事后追溯。

远程防误操作终端主要用于开列操作票、传送操作票至智能钥匙、回传智能钥匙操作信息和数据维护工作，生成相应的二维码信息以及管控万能钥匙，初始化智能钥匙及给智能钥匙充电。

APP申请移动终端主要用于扫描二维码、申请授权、查看授权信息和回传操作票信息，只有所有审核人全部通过，才表示申请授权成功，接收到授权码。

APP审核移动终端主要用于审核授权，查看申请、授权信息及操作记录信息，给出不授权理由等。

智能钥匙用于接收远程防误操作终端下发的已成功授权的操作票信息，现场执行解锁操作后，再向远程防误操作终端回传操作记录信息。

万能钥匙被锁存在远程防误操作终端的钥匙存放仓中，授权后才能取出进行紧急解锁操作。

闭锁锁具主要用于闭锁现场设备。

2.2 操作票管控原理

首先，通过Web网页登录系统进行基础数据维护及相关系统配置，导出站点设备信息。

登录远程防误操作终端并导入上述站点设备信息，再选择权限内的待操作设备开列操作票，生成操作票二维码信息。

随后，APP申请移动终端扫描远程防误操作终端的操作票二维码信息，向Web数据服务主机发送操作票信息与提出授权申请，并等待授权信息；APP审核移动终端接收到待审核操作票信息，审核申请通过后，生成授权并向Web数据服务主机发送授权信息，如不授权，写明不授权理由并向Web数据服务主机发送不授权信息；APP申请移动终端接收到推送的授权信息，将授权信息输入远程防误操作终端，如授权成功，此时操作票可下载至智能钥匙，否则，操作票无法下载，如向多个审核人提出申请，则需要全部审核人通过后才表示授权成功并生成授权信息；智能钥匙放置于远程防误操作终端的充电适配座中，接收来自远程防误操作终端下发的操作票，并能正常显示操作票信息。

最后，操作人员携带已下发操作票的智能钥匙到现场进行相应的解锁操作，智能钥匙仅可解锁操作票中的设备锁具，象解锁操作票外设备，则给出相应的声光告警提示，有效地防止误操作的发生；现场解锁操作完成后，将智能钥匙置于远程防误操作终端的充电适配座并保持开机状态，自动回传操作记录信息至远程防误操作终端，并生成回传操作记录二维码信息，此时，APP申请移动终端扫描已回传成功的操作票二维码信息，向Web数据服务主机发送操作记录信息，APP审核移动终端即可查看已授权的操作票操作记录信息。

万能钥匙的申请及授权管控原理与上述操作票申请及授权管控原理相似。

具体的系统操作票管控流程如图2所示。

3 应用及前景

据工业和信息化部公布，目前4G网络覆盖率已达到95 %，预计2020年前4G网络覆盖率将达到98 %，同时，随着各类智能手机、平板电脑等手持移动终端的普及，以及国内物联网产业的蓬勃发展，二维码应用不再受到时空和硬件设备的局限，移动、便携、智能的少人或者无人值守管理模式越来越受到关注，尤其是偏远、交通不便、建设与运行维护成本高的厂矿站。

基于二维码授权的远程防误管控系统，依托现有的高覆盖的移动4G网络，省却了重新部署稳定可靠网络的成本，通过APP移动终端扫码方式申请、授权、跟踪现场倒闸操作，实现了实时跟踪与监控现场倒闸操作，有效地防止现场随意授权开票、监控不力导致误操作事故的发生，提升了供电企业的管理水平，保障了供电及人身安全。

参考文献

[1]贾麦峰.变电站防误闭锁装置现状及新技术展望[J].农村电气化，2018（9）：69-71.

[2]苗松林.35kV变电站升级改造技术方案分析[J].电世界，2018，59（10）：9-12.

[3]马伟伟，朱振洪，等.供电企业区域化防误管理系统构建及应用[J].电工技术，2018（3）：60-61，76.

[4]薛婕，刘大刚，等.二维码技术在变电站微机防误闭锁系统中的应用[J].河南电力技术，2017（4）：55-56.

[5]陈功.智能钥匙管理机在变电站防误管理中的应用[J].电力安全技术，2016，18（3）：69-70.

[6]钱平，乔敏，等.变电站锁具授权管理与安全控制的探讨[J].中国电业（技术版），2013（12）：93-95.