CDSK31003200变电站智能锁控系统技术说明书.docx

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CDSK31003200变电站智能锁控系统技术说明书

CDSK-3100（3200）变电站智能锁控系统

技术说明书

崇道电力科技

2012-9-16

一、概述

1.1概述

1.2适用围

二、系统工作原理

2.1基本原理

2.2五防操作流程

2.2.1预演操作

2.2.2实际操作

2.3通道门操作流程

2.3.1正常权限操作

2.3.2临时授权操作

三、型号分类

3.1CDSK-3110纯五防型变电站智能锁控系统

3.2CDSK-3120纯通道门型变电站智能锁控系统

3.3CDSK-3130带图形模拟型变电站智能锁控系统

3.4CDSK-3140不带图形模拟型变电站智能锁控系统

四、闭锁实现方法

4.1断路器闭锁实现方式

4.1.1遥控操作的闭锁

4.1.2就地操作闭锁

4.2电动刀闸闭锁实现方法

4.2.1刀闸机构箱

4.2.2端子箱

4.2.3遥控操作

4.3线路验电闭锁实现方式

4.3.1有源正验电

4.3.2有源负验电

4.3.3无源负验电

五、主要部件介绍

5.1智能钥匙

5.2多功能适配器

5.3简易适配器

5.4锁具及附件

六、性能指标

6.1使用环境

6.1.1环境温度

6.1.2环境湿度

6.1.3电磁干扰强度

6.2额定参数

6.2.1主机

6.2.2模拟屏

6.2.3智能钥匙

6.2.4智能适配器

6.2.5电编码锁

6.2.6编码挂锁

6.2.7接地锁

6.2.8解锁钥匙

七、常见故障处理

附录一存贮及保修

附录二开箱及检查

附录三供货的成套性

附录四订货须知

附录五五防常识

特别提示：

本书说明是CDSK-3100单站式变电站智能锁控系统、CDSK-3200集控型变电站智能锁控系统共同的说明书，但书中描述以CDSK-3100单站式变电站智能锁控系统为例。

一、概述

1.1概述

在发电厂和变电站等环境中存在大量的锁具，大致分为两类：

1、五防锁：

对一次电气设备进行闭锁、具有五防闭锁功能；

2、通道门锁：

对重要区域出入通道门、各类设备箱柜门及各类手动设备操作机构进行闭锁。

对第一类锁具，目前常见的是采用微机防误操作闭锁系统对其进行统一操作和管理。

而对通道门锁，多是采用一把钥匙开一把锁的原始模式操作。

市场上还没有对五防锁和通道门锁进行统一操作和管理的产品。

CDSK-3100（3200）变电站智能锁控系统是目前唯一将两类锁具集成在一个平台上进行统一管理的系统，率先填补了这一领域的空白，具备如下特点：

1、锁具管理全覆盖，即具备五防闭锁功能，又可对通道门锁进行管理。

2、对通道门锁采用权限管理模式，用户登陆钥匙后可在权限围自由操作，并可对操作过程进行记录；用户无操作权限则不能操作。

3、多功能适配器支持同钥匙的GPRS无线通讯功能，可以实现操作过程中后台显示设备状态和现场操作设备状态的实时同步变位。

4、通讯适配器具有钥匙管理机功能，可对解锁钥匙和跳步钥匙进行管理。

5、电脑钥匙采用手机式设计，外形美观、制作精美，有防水设计，可在水中进行操作。

6、采用统一的磁编码锁芯，户外锁芯防水防尘防腐蚀，IP68防护等级，使用寿命10年以上。

7、磁编码锁芯可靠性高，能有效防止技术开锁。

1.2适用围

本系统适用于所有电压等级的发电厂、变电站以及涉及电力、石油、石化的厂矿及企业的五防及通道门管理。

二、系统工作原理

2.1基本原理

系统主要包括三个部分：

变电站智能锁控系统软件，适配器（包括多功能适配器和简易适配器）和智能钥匙，安装有FRID编码片和磁编码锁芯的各类锁具。

图形软件将五防锁和通道门锁置于统一的平台上，采用两种完全不同的管理模式。

对五防锁，必须先模拟开票然后才能操作；对通道门锁，则采用权限管理模式，在系统和钥匙中预先设置各个用户的开锁围、时段等权限。

用户操作前必须登录钥匙，然后才能在权限自由操作，不登录或超出权限则无法进行任何操作。

2.2五防操作流程

必须严格按照先“模拟预演”后“实际操作”的模式进行操作：

2.2.1预演操作

CDSK-3100变电站智能锁控系统事先将变电站的电气防误操作接线图（简称一次接线图）和各种运行方式的操作运行规程（即所有开关、刀闸、网门等设备的正确操作方式）保存在防误系统软件中，当运行操作人员接受调度令并在一次主接线图上进行模拟操作时，系统会根据当前实时的运行状态检验其模拟操作步骤是否符合五防规则：

若操作违背了五防规则，系统将提示正确的操作步骤及有关的操作元件名称和编号。

若符合五防规则，系统将确认你当时的操作步骤，并自动将该步骤记录在当前的操作票上。

整个操作预演过程基于引入的五防操作规则和全站所有设备的实时状态，系统能有效地防止操作票中各种误操作项的出现，确保了操作票的正确性。

2.3.2实际操作

现场实际操作有三类：

上位机操作、手动电脑钥匙操作和提示性操作。

Ø上位机操作：

是指需要在监控机上进行的后台遥控操作。

该操作通过监控机与防

误主站系统通信的方式，获取操作许可后对现场设备实施遥控操作。

Ø手动电脑钥匙操作：

运行人员使用电脑钥匙按操作票项的顺序打开操作机构上的

编码锁后进行设备操作。

Ø提示性操作：

不需要进行实际解锁操作的一些二次操作（拉/合保险、确认刀闸

在合/分位置、确认已操作等）。

整个实际操作过程均在CDSK-3100变电站智能锁控系统的严格控制下，强制操作人员按照“基本防误闭锁逻辑”和“操作票步骤闭锁逻辑”进行操作。

从而能够达到全方位的防误闭锁操作。

2.3通道门操作流程

通道门的操作即可同五防操作同步进行，也可以单独进行。

分为正常权限操作和临时授权任务操作。

2.3.1正常权限操作

在系统软件和智能钥匙中都预置有用户的开锁围和时段权限，用户登录钥匙后在此权限围操作称为正常权限操作。

用户的权限配置分为开锁围权限和开锁时段权限，开锁围权限即按区域配置，也可细化到具体锁具；开锁时段权限是按每星期的具体时段配置。

2.3.2临时授权操作

系统支持对用户的开锁权限临时进行变更，临时授权既可以扩大用户的开锁权限也可以缩小开锁权限，只有具备临时授权权限的管理员才能对其他用户进行临时授权。

对于习惯于模拟后操作的用户，系统将其模拟后传送给钥匙的开锁围视为一种特殊的临时授权。

这种模拟包括跟五防模拟同时进行的通道门模拟，也包括单独的通道门模拟。

临时授权有失效条件，对于跟五防操作票一起进行的临时授权，当五防票执行完毕后，临时授权即同时失效；对于单独的通道门临时授权，失效条件可以是时段、操作次数等。

当临时授权的失效条件发生后，用户的权限恢复到正常权限。

三、型号分类

变电站智能锁控系统分为CDSK-3100单站型和CDSK-3200集控型两种基本型号，根据其配置的五防和通道门功能的不同，智能锁控系统又细分如下型号：

五防

通道门

带通道门模拟

不带通道门模拟

单站型

CDSK-3110

CDSK-3120

CDSK-3130

CDSK-3140

集控型

CDSK-3210

CDSK-3220

CDSK-3230

CDSK-3240

只有五防功能

只有通道门功能

有五防和通道门功能，支持通道门模拟

有五防和通道门功能，不支持通道门模拟

单站型管理一个变电站的锁具，而集控型在单站型的基础上增加网络功能，管理多个变电站的锁具。

本书主要以单站型为例做介绍。

3.1CDSK-3110型

图3-1CDSK-3110型变电站智能锁控系统组成图

CDSK-3110型变电站智能锁控系统同于一般的变电站微机防误操作闭锁系统，它的硬件配置包括：

工业级PC机、大屏幕显示器、激光打印机、多功能适配器、智能钥匙、根据实际需要选配的模拟盘、锁具和附件等。

系统软件配置包括：

五防专家系统、操作票专家系统、图形编绘系统、通讯接口软件。

系统具备一般五防系统的功能：

1、PC机大屏幕显示器显示变电站一次主接线图，模拟采用鼠标模拟。

2、操作票专家系统

图形开票

手工开票

调用票开票

3、通过与后台监控联络，可实现虚、实遥信等数据的信息共享。

4、强制性五防闭锁，电脑钥匙按操作票顺序解锁。

本系统突出于一般五防系统的功能：

1、钥匙管理机功能：

多功能适配器集成了钥匙管理机的功能，支持指纹登录和IC登录。

2、钥匙的实时通讯功能：

钥匙置移动GPRS模块，能将现场操作后的设备状态实时传送给后台，保持现场设备状态和后台状态的实时一致。

3、两个监控通讯功能：

系统支持同时跟两个监控通讯的功能，适应于同一变电站有2套不同厂家的监控系统的情况。

4、电气锁的验电功能：

电气锁具备多种验电功能，跟智能钥匙配合，能检验开关的分合状态。

5、可扩展通道门功能：

系统可扩展通道门闭锁功能，实现变电站锁具管理的全覆盖。

3.2CDSK-3120型

图3-2CDSK-3120型变电站智能锁控系统组成图

CDSK-3120型变电站智能锁控系统仅管理变电站的通道门锁，它的硬件配置包括：

工控主机（或者工业级PC机、大屏幕显示器）、简易适配器、智能钥匙、各类锁具、锁芯和附件等。

系统软件配置包括：

变电站综合授权系统

系统主要功能：

1、权限管理功能：

2、临时授权功能：

3、操作统计功能：

4、一键登录功能：

3.3CDSK-3130型

图3-3CDSK-3130型变电站智能锁控系统组成图

CDSK-3130型变电站智能锁控系统管理变电站的所有锁具，包括五防锁和通道门锁，具备五防闭锁功能。

它的硬件配置包括：

工业级PC机、大屏幕显示器、激光打印机、多功能适配器、智能钥匙、各类锁具、锁芯和附件等。

系统软件配置包括：

五防专家系统、操作票专家系统、通讯接口软件、锁控综合授权系统。

系统主要功能：

3.4CDSK-3140型

图3-4CDSK-3140型变电站智能锁控系统组成图

CDSK-3140型变电站智能锁控系统管理变电站的所有锁具，包括五防锁和通道门锁，具备五防闭锁功能。

它的硬件配置包括：

工业级PC机、大屏幕显示器、激光打印机、多功能适配器、智能钥匙、各类锁具、锁芯和附件等。

系统软件配置包括：

五防专家系统、操作票专家系统、通讯接口软件、锁控综合授权系统。

系统功能：

除通道门模拟功能外，其他均同于CDSK-3130型变电站智能锁控系统。

四、闭锁实现方式

五防锁闭锁的主要是一次设备，包括断路器、电动刀闸、隔离刀闸、接地刀闸（临时接地线）、网门等，其中断路器、电动刀闸一般采用电编码锁方式闭锁，隔离刀闸、接地刀闸（临时接地线）、网门采用机械挂锁与附件配合的方式闭锁。

线路侧验电采用加装验电器方式闭锁。

通道门锁的种类和形式繁多，有整体换锁和更换锁芯两种解决方案。

4.1断路器闭锁实现方法

变电站中的断路器有两种操作方式，遥控操作和就地操作。

智能锁控系统对这两种操作方式采用不同的闭锁方式实现闭锁。

4.1.1遥控操作的闭锁

智能锁控系统针对遥控操作通常采用的方式是软件闭锁：

通过和监控系统通讯，相互配合，完成防止误拉、合断路器。

其实现过程是：

锁控系统在进入开票状态后，要向监控系统发一报文，监控系统在收到这一报文后，要封锁所有的遥控命令。

在操作票单步执行过程中，当前操作如果是遥控操作，应由锁控系统向监控系统发一报文，告知当前要进行遥控操作的设备点号，监控系统收到这一点号后，解除相应设备的遥控封锁，可对该设备（而且只能对该设备）进行遥控操作；当遥控完成后，由监控系统告知锁控系统遥信变位，锁控系统收到遥信变位即认为当前遥控操作已完成，可进行下一步操作，同时监控系统封锁对该设备的再次遥控操作。

如此循环直至所有操作完成。

软件闭锁方式在断路器的操作回路和控制回路中不增加其它任何辅助节点。

4.1.2就地操作闭锁

采用电编码锁实施闭锁。

电编码锁用于现场就地操作的断路器、电动隔离开关、电动接地刀闸的闭锁。

电编码锁共有四个接点，其中两个是常开接点，被串入相应的电气操作回路中；另外两个是检测接点，接入检测回路中，同电脑钥匙相配合，可以检测设备状态。

图4-1

DS是电编码锁。

由于原有的操作回路被切断，就地操作前必须先通过电脑钥匙导通电编码锁的两极。

电编码锁安装在保护屏或开关柜的就地操作按钮的附近，以方便操作为原则，同时该常开节点的接入不能影响遥控操作回路。

4.2电动刀闸闭锁实现方法:

电动刀闸有多个地方可以操作：

刀闸机构箱、端子箱（将一个间隔的多把电动刀闸的操作按钮集中在一起）、远方遥控操作。

针对不同的操作有不同的闭锁方式。

4.2.1刀闸机构箱

在机构箱中，有两种操作方法：

一是电动操作按钮，二是手摇操作，这两种方法都可以操作刀闸。

闭锁方案既可以闭锁电动操作按钮，也可以闭锁手摇操作。

在电动刀闸的转轴上加装状态识别器，用以检查刀闸的分、合状态，不同的状态对应有不同的编码。

电动刀闸操作时（以合刀闸为例），先将刀闸机构箱门上的机械锁打开，合上刀闸（不管是电动合上还是手摇合上），读合位状态识别器的编码，检查刀闸确已合上。

4.2.2端子箱

采用电编码锁方式闭锁，其闭锁原理相同。

4.2.3遥控操作

电动刀闸的遥控操作采用软件闭锁，其闭锁原理和断路器相同。

4.3线路验电闭锁

验电锁是用于线路侧“合地刀”或“挂临时接地线”时，检测线路是否带电的五防锁具。

实施线路检测方案如下：

1、检测PT输出电压（有源正验电）

图4-2有源正验电电气原理图及接线图

图中：

UPT为PT输出电压（100V或67V）

R为限流电阻，阻值为5K/4W（配100V电压，如电压不为100V，R的阻值需做相应的调整）。

2、检测接于PT的低压继电器接点（有源负验电）

图4-3有源正验电电气原理图及接线图

图中：

UPT为PT输出电压（100V或67V）

R为限流电阻，阻值为5K/4W（配100V电压，如电压不为100V，R的阻值需做相应的调整）。

3、检测接于PT的低压继电器接点（无源负验电）：

图4-4无源负验电电气原理图及接线图

图中：

J为接于PT的低压继电器接点

五、部件介绍

5.1智能钥匙

智能钥匙是锁控系统的执行机构，即可以接收防误主机发出的操作票，然后按照操作票提示的步骤依次对五防锁进行解锁操作，也可以在用户登陆钥匙后自由开启权限围的通道门锁。

如操作人员的操作与智能钥匙的提示或权限不符，智能钥匙将发出报警并强制闭锁，从而有效避免误操作和误开门事件的发生。

智能钥匙采用ARM芯片，1.8寸彩屏显示器，双天线采码系统，手机式外观和工艺设计，是目前最为小巧精致的智能钥匙。

5.1.1外形和各部件功能

1----机械解锁杆：

置步进电机

2----电极：

解锁及串入闭锁回路

3----FRID读卡器：

接收电气锁的验电信号，判断电气锁是否解锁成功

4----按键：

包括4个按键5----彩色显示屏

6----前置FRID天线7----US3200接口

8----公司logo9----喇叭

10----红外视窗11----锂电池

12----充电模块

5.1.2主要性能

锁控系统的执行机构，部固化系统人员的所有权限，支持IC卡授权和从主控系统

接收授权任务。

Ø五防倒闸操作，并可在操作过程通过GPRS无线通讯中实时反馈设备状态变化。

Ø集开锁、检测、验电、通讯等多种功能于一体，可靠性高，操作简单方便。

Ø图形化的菜单设计，界面清晰直观、易学、易用。

ØLinux嵌入式操作系统。

Ø多种通讯方式：

无线（GPRS/CDMA）、US3200、红外等。

Ø支持锁具自编码和使用唯一码。

Ø防水设计：

IP65。

Ø外形尺寸：

5.2多功能适配器

多功能适配器除了为智能钥匙所使用的锂电池充电和与五防主机通讯外，还集成了钥匙管理机的功能，能对解锁钥匙进行管理。

适配器上还集成有指纹模块和IC模块，支持从适配器直接登录后台和智能钥匙，是全新意义上的通讯适配器。

5.2.1外形和各部件功能：

1----红色指示灯：

灯亮代表已接通电

2----绿色指示灯：

连接US3200电脑电源

3----红绿双色灯：

连接主控机的通讯接

4----开关：

控制适配器电源

5----电源接口：

连接220V电源

6----US3200接口：

连接主控机的US3200口，同主控机通讯

7----串口：

连接主控机的串口，同主控机通讯

8----网路接口：

连接以太网，同主控机通讯

9----红外通讯口：

同智能钥匙通讯

10----彩色显示器：

12----解锁钥匙管理仓：

存放机械解锁钥匙和跳步钥匙

13----指纹读头：

读取用户指纹

14----IC读头：

读取用户IC

5.2.2主要性能

Ø3.5寸液晶触摸屏：

图形化的菜单设计，界面清晰直观、易学、易用

Ø集智能充电、智能钥匙/解锁钥匙管理等功能于一体

Ø授权方式：

指纹、IC（支持二代）登录

Ø多种通讯方式：

无线（GPRS/CDMA）、以太网、US3200、串口、红外等

Ø外形尺寸：

5.3简易适配器

简易适配器是只为智能钥匙所使用锂电池充电和与五防主机通讯设计的，能根据电池容量控制充电电流，有效保护电池寿命。

通过红外光电传输与智能钥匙通讯，可靠性高。

1#、2#钥匙位具有充电和通讯功能，3#、4#仅有充电功能。

1----红色指示灯：

灯亮代表已接通电

2----绿色指示灯：

连接US3200电脑电源

3----红绿双色灯：

连接主控机的通讯接

4----电源接口：

连接220V电源

5----串口：

连接主控机的串口，同主控机通讯

6----网路接口：

连接以太网，同主控机通讯

7----红外通讯口：

同智能钥匙通讯

5.4锁具及附件

5.4.1电编码锁

电编码锁可用于断路器及电动刀闸的就地操作闭锁，也可以用于线路验电。

5.4.2机械编码锁

机械编码锁包括各种形式的机械锁具，但是都具有统一的磁编码锁芯，用于闭锁一次设备和通道。

图片

六、技术指标

6.1使用环境

6.1.1、环境温度

-25℃～+60℃

6.1.2、环境湿度

相对湿度：

日平均≤90%，月平均≤90%

饱和蒸气压：

日平均≤2.2kpa，月平均≤1.8kpa

6.1.3、电磁干扰强度

射频干扰：

≤50d3200（μV/m）

电源端子传输干扰：

≤70d3200（μV/m）

6.2额定参数

6.2.1主机

额定电压（V）:

220±

频率（Hz）:

50±1；

开关信息量:

1023

显示器:

汉字

失电记忆功

对位功能：

能保证模拟盘

外设：

打印机（可选）

6.2.2模拟屏

用于模拟屏的动作元件寿命（次）：

≥50000。

6.2.3电脑钥匙

电源：

3.6VDC（专用可充电锂电池），一次充电可连续使用8小时

解锁时最大电流：

≤200mA

识别并控制锁

一次接收操作容：

≤512项

存容量（K3200）：

不充电连续开锁次数：

≥1024

电池连续工作时间（h）:

≥

允许断路器操作回路电流：

≤5A

能够记忆存储操作票，当关闭电

有自学、自检、记忆、

抗电强度：

1500V

在不同的变电站

外形尺寸（mm）:

130×65×30

6.2.4编码挂锁

抗拉强度：

500N

抗剪强度：

500N

抗冲击强度8g

外形尺寸（mm）:

100

锁环尺寸（mm）:

55×

寿命:

≥30000次

6.2.5电编码锁

回路电流≤5A

电强度：

2000V

外形尺寸（mm）:

54

编码数量：

1024

寿命≥50000次

6.2.6接地锁

额定短时耐受电流（kA）:

31.5

额定峰值耐受电流

额定短路持续时间

铜导体截面

6.2.7解锁钥匙

寿命（次）：

≥100000

七、常见故障处理

附录一存储及保修

1存储条件

包装好的产品在制造厂和使用单位应保存在温度为-25℃～+60℃，相对湿度不大于80%，

周围空气中不含酸性、碱性或其他腐蚀性及爆炸性气体并且能防雨、防雪的场所。

2保修

2.1保修条件

2.1.1产品出厂后，用户完全遵守使用说明规定的存储、安装和使用规则而出现的问题。

2.1.2产品出厂后，由于运输原因，用户在开箱检查时发现的产品损坏。

2.2保修期限

符合2.1条规定的条件，自制造厂发货之日起，产品保修一年。

2.3保修办法

2.3.1符合2.1条规定的条件，在保修期出现的质量问题，制造厂负责免费更换或修理。

2.3.2超出2.1条规定的条件或超过保修期出现的问题，由用户和制造厂协商，采用有偿偿方式进行更换或修理。

附录二开箱及检查

1开箱注意事项

开箱时注意不要损伤机器

2检查容

2.1用户开箱后，先检查机器的外观有无损坏。

2.2打开备件包，检查提供的备品、备件是否与装箱单上的清单相符。

若存在问题，由制造厂负责解决。

附录三供货的成套性

1微机防误锁装置一套

2随机技术文件

2.1使用说明书一本。

2.2整机调试记录一份。

附录四订货须知

订购本装置时，需标明一下各项：

1订货数量、供货日期、收货单位、运达站名、联系人。

2系统主接线图及简要说明。

3与监控或RTU的通信规约。

附录五五防常识

五防容：

1防止误分、合断路器；

2防止带负荷分、合隔离开关；

3防止带地线合刀闸；

4防止带电挂接地线；

5防止误入带电间隔。