[发明专利]一种基于RFID的继电保护装置状态监测设备和监测方法

说明书

技术领域

本申请属于电气系统技术领域，尤其涉及继电保护装置状态监测技术，特别是一种基于RFID的继电保护装置状态监测方法，该方法通过手持设备状态巡检器和继电保护装置液晶面板上的RFID芯片通信，定期收集继电保护装置运行状态信息。

背景技术

根据《继电保护及安全自动装置检验条例》的要求，为保证电网的安全稳定运行，电网中的继电保护装置、安全自动装置及其回路接线理应具备良好的运行条件，必须进行定期检验，以确保设备元件、回路接线、定值及特性的正确性和准确性，达到设备管理防患于未然的目的。目前国内绝大部分微机保护装置都具有自检功能，比如开入开出回路检测、电源故障告警、PT/CT断线等信息，这些功能都是对装置对外接口的功能检测，缺少对装置内部板卡和关键元器件的状态监视，无法发现隐含的故障，比如寿命、偶然告警、通信故障率高等问题。

RFID技术和传统的条形码、磁卡及IC卡相比，具有非接触、速度快、寿命长、便于使用等特点，已经越来越多的用于仓储、物流和家庭等领域，专利200810099015.2《配有RFID识别卡的多功能周转包装箱》公开了采用RFID识别卡的一种包装箱，把无源的卡嵌入到前面板或边板中，实现包装箱的多次使用。从目前技术来看，用于装置状态监测的RFID方案还比较缺少。

继电保护装置是保证电网正常运行的关键设备，若其本身发生故障影响巨大。目前只能依赖传统的周期性检修来排除装置故障，这种方法有很多缺点：一是需要停电进行检修，影响正常生产、浪费很大人力物力；二是对装置隐含故障不可控制，有时候刚检修完不久的板卡就出问题了，有时把不需要更换的板卡换掉了，可能会造成新的故障点。总体来说，目前缺少对装置运行状态的预判，还无法达到防患于未然的目的。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于RFID的继电保护装置状态监测设备及监测方法，该方法通过手持设备状态巡检器和继电保护装置液晶面板上的RFID芯片通信，定期收集继电保护装置运行状态信息。主要解决装置板卡和关键元器件状态监测技术，实现对装置运行状态的预判。

本申请具体采用以下的技术方案来实现：

一种基于RFID的继电保护装置状态监测设备，通过手持设备状态巡检器和继电保护装置液晶面板上的RFID芯片通信，定期收集继电保护装置状态信息。其特征为：

所述的继电保护装置液晶面板包括RFID天线、射频匹配电路、RFID芯片、M4单片机、温湿度传感器、供电电压监测电路、自检电路、液晶显示电路和保护板卡通信电路；

所述M4单片机连接温湿度传感器、供电电压监测电路、自检电路、液晶显示电路和通信电路，M4单片机通过所述温湿度传感器周期测量并记录继电保护装置内部运行温度和湿度信息，通过所述供电电压监测电路实时检测继电保护装置的电源电压，通过所述自检电路检测所述液晶面板状态，通过所述通信电路与保护板卡通信获得继电保护装置所有板卡的自检信息；

所述M4单片机与RFID芯片相连，并将所述继电保护装置运行状态信息、板卡硬件状态自检信息、装置运行温湿度信息和板卡寿命信息存入RFID芯片中；

所述RFID芯片、射频匹配电路以及RFID天线顺次相连，所述RFID芯片通过RFID天线与手持设备状态巡检器进行通信，将RFID芯片中存储的信息传输至手持设备状态巡检器。

所述RFID天线安装在继电保护装置液晶面板周围的液晶显示区与有效显示区之间，所述天线采用70厘米长的环形陶瓷天线。

所述RFID芯片采用双电源供电方式，即继电保护装置电源和超级电容两种供电方式。

所述温湿度传感器采用温湿度合一芯片SHT11，表贴封装，安装在靠近继电保护装置板卡一侧。

所述液晶面板和继电保护装置保护板卡通过扁平电缆连接，并通过扁平电缆中的RS485接口通信，保护板卡采集继电保护装置中所有板卡自检及故障信息并发送给液晶面板中的M4单片机。

所述的自检电路包括RS485通信端口自检、RFID芯片自检和液晶驱动自检；

RS485通信端口自检是通过周期性巡检所述液晶面板是否能正确接收到继电保护装置管理板发送的链路检查报文来确认RS485通信端口是否正常，当误码率到达设定的程度时就确认RS485通信口故障，发出告警并记录到RFID芯片中；

RFID芯片自检由M4单片机先将验证信息写入RFID芯片的特定区域，再将该区域的数据读出来，与之前写入的数据进行对比校验，验证RFID芯片的可读写性；