變電站接地線實時監控系統

林錦桐,梁斌儒,梁浩泉

(廣東電網有限責任公司 江門供電局,廣東 江門 529000)

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變電站接地線實時監控系統

林錦桐,梁斌儒,梁浩泉

(廣東電網有限責任公司 江門供電局,廣東 江門 529000)

目前在電力行業中，微機五防是最安全的有力保障之一，應用廣泛，然而這一裝置卻不能對接地線的掛接及拆除進行有效的跟蹤管理。為此，開發了一變電站接地線實時監控系統，介紹了系統的整體設計、軟件開發和功能實現。該系統使運行人員能通過主控室顯示屏實地查看或確認接地線的去向，從而避免因為漏拆接地線而發生事故。

變電站；接地線；監控系統

在電力行業中，接地線是停電檢修作業中的一種安全工具[1]。當地刀無法進行接地操作時，比如變電站刀閘(由于機械閉鎖)或輸電線路(無地刀)檢修等，常用接地線來代替。接地線是保護人身安全的重要屏障，防止突然來電或感應電對人身造成傷害[2-3]。然而，這一生命線又容易造成帶電掛地線和帶地線合閘事故，對電力系統的危害較大。

近期，某供電局又發生一起帶地線合刀閘事故，造成220 kV母差失靈動作，3個220kV變電站失壓。廣東電網有限責任公司全面深入地開展了人身事故及誤操作事件專項檢查，各單位以班組、部門開展“安全生產大討論”活動。而這一事故已確定為人為因素所致，終究問題出在接地線管理方面。查閱中國能源局近兩年發布的全國電力安全生產情況，幾乎每月均發生多起電力人身傷亡責任事故。據統計，在全國范圍誤操作事故中，臨時接地線使用不當而造成的事故占全部的60%[1]。

隨著智能電網的發展，信息化建設需要不斷提升，而安全、穩定運行是當前電力行業的最基本要求，傳統的接地線管理模式已經不能適應廠站的發展。雖然已采取了各項措施及方案[3-4]，但仍未從根本上解決問題。因此，除加強人員培訓和規范化接地線的管理外，仍需采用科學有效的技術手段，避免“漏拆、位置錯誤”等誤操作帶來的安全隱患[5]。

1　變電站接地線管理現狀

直到目前，變電站接地線管理均使用《地線地刀裝拆記錄本》及MIS系統進行登記，同時使用運行日志、墻壁書寫等方法進行嚴格管理，而上級調度無法從電腦后臺掌控現場地線的使用情況，只能靠變電站值班人員匯報這單一來源[5-6]。

目前，接地線雖有專門存放點和嚴格的管理制度[6]，但臨時接地線的實時狀態只能靠人工方式檢查，效率低、方法原始，在工作繁重或人員緊缺的情況下，容易出現遺漏接地線事件[2]，現場接地線是否按編號使用、位置是否正確以及拆裝是否完成等問題無法從技術上得到解決，甚至出現檢修人員或施工人員為工作方便擅自移動、拆裝接地線，而值班人員卻不知道的情況發生[1]。因此，必須采用有效的技術措施對接地線進行實時管理，實現接地線管理的信息化、科學化，避免由于漏拆接地線而發生誤操作事故。

2　實時監控系統的設計

本項目研發的變電站接地線實時監控系統是利用RFID技術[7-9]，對變電站接地線使用跟蹤、工具管理進行實時監控[1,4,10-11]。對工具使用時間、歸還時間自動記錄、歸檔，對接地線的使用、保管進行全程監管。系統具體流程如圖1所示。

圖1　實時監控系統工作流程

接地線管理系統包括工具柜監控、后臺管理2個部分。工具柜中主要安裝硬件設備，包括電子標簽、接收天線、讀卡器等；后臺管理包括服務器和后臺軟件。

在工具柜的每一根接地線上粘貼一個柔性標簽。RFID讀寫器擁有多個通道，每個通道連接1根天線，天線再通過860～960 MHz頻段采集電子標簽信號，通過串口服務傳送到后臺服務器[1]。當接地線被拿出工具柜時，讀寫器檢測不到該標簽，將信號傳送到后臺系統，后臺顯示此組接地線不在柜中，同時發出告警信號提醒值班人員確認并發送提醒短信；當接地線重新放入工具柜時，讀寫器檢測到該標簽，將信號傳送到后臺，后臺顯示該接地線已歸還并發送提醒短信。當然，如果在工作現場安裝RFID讀寫器，還可以對接地線進行現場管理，防止接地線漏拆而造成事故。監控系統整體結構如圖2所示。

圖2　系統整體結構

3　實時監控系統軟件的開發

系統軟件通過主控室顯示器對接地線進行現場監控，實時顯示接地線情況，記錄接地線進出庫情況，提供友好的人機交互界面，并打印所需的表格文件或報告。

通過對開發平臺兼容性、性能、成本、代碼執行效率等指標進行比較后，選取VC++語言及SQL Server數據庫，圖形顯示界面使用了MFC中的GDI類。軟件運行時，加載SQL Server中的RFID信息，并顯示在主界面，同時開啟檢測任務[12]。后臺軟件系統由數據處理、圖形顯示、存儲查詢、數據庫管理等四大模塊組成[2]，軟件的總體結構如圖3所示。

軟件系統通過數據采集模塊采集工具柜中接地線的狀態，再通過軟件中的顯示界面分布圖直觀顯示接地線的使用情況，并實時記錄、存儲數據?？赏ㄟ^存儲查詢模塊調取接地線的歷史使用情況并生成報表，數據庫可對整個軟件數據信息進行成熟化管理。

圖3　軟件總體結構

通過硬件與軟件設計后，對裝置進行了安裝、測試，結果顯示：系統運行良好，能可靠工作，各功能滿足要求，并能實現接地線實時監控。在試運行中，本站運行人員對系統的評價為：由人工管理變為智能科學化的實時監視，將現場目測檢查變為全方位自動化監視，值得推廣。

4　功能實現及系統的改進

通過接地線實時監控現場的工作狀態，避免漏拆接地線事故的發生。實時監控系統具體功能如下：

1) 有效防止漏拆接地線而導致的惡性誤操作故障，可在主控室對接地線進行實時掌握，減少工作量[3,12]。

2) 通過顯示界面不間斷監測工具使用情況、歸還狀態。

3) 在工具使用、歸還時自動在后臺提醒并發送提醒短信。

4) 本系統具有實用性高、安全性好等優點，可預防接地線管理不到位等安全隱患的發生。

5) 工具使用、歸還時需要人工在后面電腦做好登記，且登記后系統在相應地點提醒相關操作人員。

6) 系統自動生成工具使用、歸還記錄、使用頻率統計報表。

7) 可統計處于使用、閑置狀態的工具數量。

8) 系統具有信息存儲功能，對接地線使用情況進行記錄。

當然，目前系統仍需完善。就RFID而言，要求通訊距離較近，在批量識別時，可能出現個別識別誤差，這種情況需要軟件進行處理。另一方面，開發平臺采用VC++語言及SQL Server數據庫,目前尚未與微機防誤閉鎖系統兼容通訊。開發小組將繼續嘗試，實現微機五防系統與實時監控系統同步運行。

5　結束語

開發了一變電站接地線實時監控系統，應用該系統運行人員能通過主控室顯示屏實地查看或確認接地線的去向，避免了接地線使用混亂的情況，消除了由于人為因素造成的誤操作隱患，也提高了變電站的工器具管理水平，為電力行業的安全穩定生產提供了有力的保障[8-9]。

目前，變電站接地線實時監控系統已經在500 kV 變電站成功應用。本團隊將繼續對監控系統進行研究改進，實現全站動態在線監測。本系統將開發網絡版，以適應無人值守、異地使用、遠程控制等發展。

[1]郭方營.基于RFID 技術的變電站內臨時接地線定位管理系統的研究[J].云南民族大學學報(自然科學),2011,20(6):515-518.

[2]張占龍，李冰，高磊，等.變電站接地狀態電子管理顯示系統[J].電力系統自動化，2006，30(24)：88-90.

[3]劉仁琪，呂曉俊，黃進，等．臨時接地線綜合管理系統的開發和應用[J].電力系統自動化,2010,34(22)：109-112.

[4]陳志根.智能臨時接地線管理系統在變電站的應用研究[J].湖北電力,2010,34(6):9-10.

[5]防止電氣誤操作閉鎖裝置管理規定[M].廣州：中國南方電網有限責任公司,2005.

[6]變電運行現場技術問答[M].北京:中國電力出版社,2003.

[7]劉超,陳鐘榮.RFID超薄抗金屬標簽天線設計[J].電子元件與材料,2015(7):64-67.

[8]李雪,房俊偉,黃波.基于RFID技術的軍械倉庫管理系統[J].四川兵工學報,2014(2):74-77.

[9]毛明旭,徐志剛,宋琳琳,等.基于多色集合及RFID的智能型彈藥立體倉庫[J].四川兵工學報,2014(9):54-56.

[10]仁琪，呂曉俊，黃進，等．臨時接地線綜合管理系統的開發和應用[J].電力系統自動化，2010，34(22)：109-110.

[11]周彥飛,唐述剛．智能接地線監控系統的研究與應用[J]．電氣應用，2008，30(18)：4245.

[12]王赫，張峰.RFID技術在變電站接地線管理中的應用[J].科技展望,2014(17):66-67.

(責任編輯劉舸)

Research and Development of Real-Time Monitoring System of Substation Grounding Wire

LIN Jin-tong, LIANG Bin-ru, LIANG Hao-quan

(Guangdong Power Grid Co., Ltd., Jiangmen Power Supply Bureau, Jiangmen 529000, China)

At present, in the electric power industry, microcomputer anti false locking device has become one of the most powerful securities and has wide range of applications; however, this device can not have effectivly real-time tracking and management of hanging and dismantling of ground wire. This paper developed a real-time monitoring system of substation grounding wire and introduced the design, software development and implementation of the whole system. The operators can field view or confirm the whereabouts of the ground wire through the main control room display to avoid the occurrence of accidents due to leakage of ground wire.

substation; grounding wire; monitoring system

2016-06-18

2015年度廣東電網有限責任公司職工技術創新項目“變電站接地線實時監控系統”(GDZC-030720160379)；梁斌儒技術能手專家工作室成果

林錦桐(1985—)，男，廣東開平人，工程師，技師，主要從事變電運行研究，E-mail:495410863@qq.com。

format：LIN Jin-tong, LIANG Bin-ru, LIANG Hao-quan.Research and Development of Real-Time Monitoring System of Substation Grounding Wire[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2016(10):147-150.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2016.10.023

TM862

A

1674-8425(2016)10-0147-04

引用格式：林錦桐,梁斌儒,梁浩泉.變電站接地線實時監控系統[J].重慶理工大學學報(自然科學)，2016(10):147-150.