一种压板状态在线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种压板状态在线监测系统和方法，系统包括：传感层设备、汇聚层设备和站控层设备；传感层设备上设置压板状态监测装置，压板状态监测装置采集智能压板上压板的位置状态，并将位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至汇聚层设备；汇聚层设备上设置至少一个汇聚节点，汇聚节点上设有加密模块和通信模块，通信模块用于接收压板状态数据报文，加密模块用于对压板状态数据报文进行解密，获取位置状态，并将位置状态发送至站控层设备；站控层设备设置有管理单元，通过管理单元接收汇聚节点发送的位置状态；管理单元将位置状态与预设标准位置状态进行对比，基于对比结果进行预警。比结果进行预警。比结果进行预警。

【技术实现步骤摘要】
一种压板状态在线监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及继电保护智能运维
，更具体地，涉及一种压板状态在线监测系统及方法。

技术介绍

[0002]变电站保护硬压板是一种人工手动断合器件，是变电站继电保护装置及安全自动装置等二次设备联系外部二次回路接线的桥梁和纽带，直接影响保护的功能和动作出口能否正常运行。在系统运行方式改变和设备检修维护及消缺工作中，往往会涉及到压板的投退操作，如发生误投退，会直接影响继电保护功能的实现，严重时会引起保护拒动或误动，导致大范围停电事故。
[0003]目前保护压板的投退确认主要靠人工完成，且现场压板数量多、布局密集，很容易出现巡检疏漏及操作错误，一旦压板运行状态错误且未及时发现，就会造成保护误动或者拒动，影响电网安全稳定运行。目前硬压板状态管理存在的问题主有：对人工巡视过度依赖。信息核实、统计报表、历史记录等均需人工完成；数据的时效性和可用性不强，不利于现场智能化运维管理水平的提升。
[0004]在目前变电站值班少人、无人化的模式下，为杜绝继电保护等二次设备硬压板状态核对不到位的错误，须采用一些技术手段来协助运维人员检查压板的状态，解决由于人员疏忽所造成的压板位置不一致等问题，消除事故隐患。
[0005]现阶段应用于变电站的压板状态监测装置数量较少，多数采用双联型压板技术方案，通过辅助接点回路与压板回路同步机械式投退来指示压板状态，再通过有线的方式传输给保信子站，或者通过有线方式直接接入测控装置，在监控系统实现压板状态监测。然而，现有技术需要在设计阶段采用定制型号的屏柜和双联型压板实现，且有线监测回路走线复杂，标准化程度低，后期安装运维工作量大，通过测控装置接入监控系统时，因测控开入节点有限，不能满足大量功能压板和出口压板状态监测的需求，不适用于存量站的改造应用。
[0006]因此，需要一种技术，以实现对压板状态进行自动监测。

技术实现思路

[0007]本专利技术技术方案提供一种压板状态在线监测系统及系统，以解决如何对压板状态进行在线监测的问题。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种压板状态在线监测系统，所述系统包括：传感层设备、汇聚层设备和站控层设备；所述传感层设备上设置压板状态监测装置，所述压板状态监测装置采集智能压板上压板的位置状态，并将所述位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备；所述汇聚层设备上设置至少一个汇聚节点，所述汇聚节点上设有加密模块和通信
模块，所述通信模块用于接收所述压板状态数据报文，所述加密模块用于对所述压板状态数据报文进行解密，获取所述位置状态，并将所述位置状态发送至所述站控层设备；所述站控层设备设置有管理单元，通过所述管理单元接收所述汇聚节点发送的所述位置状态；通过管理单元将位置状态与预设标准位置状态进行对比，基于对比结果进行预警。
[0009]优选地，包括：所述管理单元与所述汇聚节点通过总线通信方式或以太网通信方式进行数据传输。
[0010]优选地，包括：当所述管理单元与所述汇聚节点通过以太网通信方式进行数据传输时，所述汇聚节点设置安全接入网关和正/反向隔离装置，所述汇聚节点通过加密模块将获取的所述位置状态转换为E文件，并将所述E文件经由安全接入网关和正/反向隔离装置通过以太网上报至所述管理单元。
[0011]优选地，包括：当所述管理单元与所述汇聚节点通过总线通信方式进行数据传输时，所述汇聚节点通过加密模块将获取的所述位置状态通过RS485通信方式上报至所述管理单元。
[0012]优选地，包括：所述压板状态监测装置包括：状态采集传感模块，以及设置于所述状态采集传感模块上的第一加密模块和第一通信模块；所述状态采集传感模块用于实时采集压板的位置状态，将所述位置状态发送至所述第一加密模块；所述第一加密模块用于在获取位置状态后，生成随机数，并基于所述随机数和所述第一加密模块的标识生成数据加密密钥，基于所述数据加密密钥对位置状态进行加密，生成压板状态数据报文，将所述压板状态数据报文发送至所述第一通信模块；所述第一通信模块用于通过无线通信方式上报压板状态数据报文。
[0013]优选地，所述第一通信模块的通信方式为微功率无线通信。
[0014]优选地，所述第一加密模块为设置在所述状态采集传感模块上的安全芯片。
[0015]优选地，所述状态采集传感模块包括至少一个采集器和与所述采集器进行通信连接的至少一个状态传感器；其中，所述状态传感器设置于所述压板上。
[0016]优选地，所述安全芯片设置于所述采集器上，所述采集器获取至少一个状态传感器发送的位置状态，并将所述位置状态汇聚后利用所述安全芯片进行加密，生成压板状态数据报文。
[0017]优选地，所述安全芯片设置于所述传感器上，各所述压板上的所述传感器采集到位置状态后，利用所述安全芯片进行加密，生成压板状态密文，并将所述压板状态密文发送至所述采集器上生成压板状态数据报文。
[0018]优选地，所述智能压板包括至少一个压板；所述状态采集传感模块设置于所述压板上，用于实时采集压板在投/退时的位置状态并利用第一加密模块对所述位置状态进行加密，生成压板状态数据报文。
[0019]优选地，所述压板状态监测装置用于将所述位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备，还用于：判断所述压板状态监测装置与所述汇聚层设备之间是否满足预设的传输条件，当所述压板状态监测装置与所述汇聚层设备之间满足预设的传输条件时，通过所述第一加密
模块的数据加密密钥向所述汇聚层请求双向身份认证；当所述双向身份认证通过后，将所述压板状态数据报文发送至所述汇聚层设备。
[0020]优选地，所述压板状态监测装置与所述汇聚节点通过握手通信，获取数据加密密钥；或者所述压板状态监测装置获取到各压板的位置状态后，基于所述第一加密模块的标识和随机数生成密钥请求指令，将所述密钥请求指令发送至所述汇聚节点请求数据加密密钥；所述汇聚节点在获取所述密钥请求指令后基于密钥生成算法计算数据加密密钥。
[0021]优选地，所述压板状态监测装置用于将所述位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备，还用于：所述压板状态监测装置基于预设的物理帧结构中的上行和下行帧结构，分别提取压板状态数据报文中属于位置状态的密文字段，基于密文字段和压板的信息构建包头和包头对应的值，将包头、包头对应的值和密文字段依次串接，获取上行数据帧，将所述上行数据帧广播发送至汇聚层。
[0022]优选地，所述管理单元还用于：实时获取所述压板状态监测装置的当前工作电压和通信状态；分别将所述当前工作电压和所述通信状态与对应的标准参数进行对比，获取对比结果；基于所述对比结果判断是否对所述压板状态监测装置进行预警。
[0023]基于本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种压板状态监测装置，所述装置包括：状态采集传感模块，以及设置于所述状态采集传感模块上的第一加密模块和第一通信模块；所述状态采集传感模块用于实时采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压板状态在线监测系统，所述系统包括：传感层设备、汇聚层设备和站控层设备；所述传感层设备上设置压板状态监测装置，所述压板状态监测装置采集智能压板上压板的位置状态，并将所述位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备；所述汇聚层设备上设置至少一个汇聚节点，所述汇聚节点上设有加密模块和通信模块，所述通信模块用于接收所述压板状态数据报文，所述加密模块用于对所述压板状态数据报文进行解密，获取所述位置状态，并将所述位置状态发送至所述站控层设备；所述站控层设备设置有管理单元，通过所述管理单元接收所述汇聚节点发送的所述位置状态；所述管理单元将所述位置状态与预设标准位置状态进行对比，基于对比结果进行预警。2.根据权利要求1所述的系统，包括：所述管理单元与所述汇聚节点通过总线通信方式或以太网通信方式进行数据传输。3.根据权利要求2所述的系统，包括：当所述管理单元与所述汇聚节点通过以太网通信方式进行数据传输时，所述汇聚节点设置安全接入网关和正/反向隔离装置，所述汇聚节点通过加密模块将获取的所述位置状态转换为E文件，并将所述E文件经由安全接入网关和正/反向隔离装置通过以太网上报至所述管理单元。4.根据权利要求2所述的系统，包括：当所述管理单元与所述汇聚节点通过总线通信方式进行数据传输时，所述汇聚节点通过加密模块将获取的所述位置状态通过RS485通信方式上报至所述管理单元。5.根据权利要求1所述的系统，包括：所述压板状态监测装置包括：状态采集传感模块，以及设置于所述状态采集传感模块上的第一加密模块和第一通信模块；所述状态采集传感模块用于实时采集压板的位置状态，将所述位置状态发送至所述第一加密模块；所述第一加密模块用于在获取位置状态后，生成随机数，并基于所述随机数和所述第一加密模块的标识生成数据加密密钥，基于所述数据加密密钥对位置状态进行加密，生成压板状态数据报文，将所述压板状态数据报文发送至所述第一通信模块；所述第一通信模块用于通过无线通信方式上报压板状态数据报文。6.根据权利要求5所述的系统，所述第一通信模块的通信方式为微功率无线通信。7.根据权利要求5所述的系统，所述第一加密模块为设置在所述状态采集传感模块上的安全芯片。8.根据权利要求7所述的系统，所述状态采集传感模块包括至少一个采集器和与所述采集器进行通信连接的至少一个状态传感器；其中，所述状态传感器设置于所述压板上。9.根据权利要求8所述的系统，所述安全芯片设置于所述采集器上，所述采集器获取至少一个状态传感器发送的位置状态，并将所述位置状态汇聚后利用所述安全芯片进行加密，生成压板状态数据报文。10.根据权利要求8所述的系统，所述安全芯片设置于所述传感器上，各压板上的所述传感器采集到位置状态后，利用所述安全芯片进行加密，生成压板状态密文，并将所述压板状态密文发送至所述采集器上生成压板状态数据报文。
11.根据权利要求5所述的系统，所述智能压板包括至少一个压板；所述状态采集传感模块设置于压板上，用于实时采集压板在投/退时的位置状态并利用第一加密模块对所述位置状态进行加密，生成压板状态数据报文。12.根据权利要求5所述的系统，所述压板状态监测装置用于将所述位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备，还用于：判断所述压板状态监测装置与所述汇聚层设备之间是否满足预设的传输条件，当所述压板状态监测装置与所述汇聚层设备之间满足预设的传输条件时，通过所述第一加密模块的数据加密密钥向所述汇聚层请求双向身份认证；当所述双向身份认证通过后，将所述压板状态数据报文发送至所述汇聚层设备。13.根据权利要求12所述的系统，所述压板状态监测装置与所述汇聚节点通过握手通信，获取数据加密密钥；或者所述压板状态监测装置获取到各压板的位置状态后，基于所述第一加密模块的标识和随机数生成密钥请求指令，将所述密钥请求指令发送至所述汇聚节点请求数据加密密钥；所述汇聚节点在获取所述密钥请求指令后基于密钥生成算法计算数据加密密钥。14.根据权利要求5所述的系统，所述压板状态监测装置用于将所述位置状态进行加密处理，生成压板状态数据报文并发送至所述汇聚层设备，还用于：所述压板状态监测装置基于预设的物理帧结构中的上行和下行帧结构，分别提取压板状态数据报文中属于位置状态的密文字段，基于密文字段和压板的信息构建包头和包头对应的值，将包头、包头对应的值和密文字段依次串接，获取上行数据帧，将所述上行数据帧广播发送至汇聚层。15.根据权利要求5所述的系统，所述管理单元还...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国生，詹荣荣，孟江雯，金龙，周泽昕，梁英，李仲青，余越，刘龙浩，张坤俊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
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