變電站智能地線管理系統的應用

廣東電網有限責任公司清遠供電局 任曉娜 麥衛華

變電站將電力系統的電壓、電流進行轉化，將其分配到接受電能的場所，具有調節電壓和電流的作用。由于變電站臨時接地線比較多，在實際運行過程中可能存在誤掛、誤拆、漏掛等現象，導致電力故障。因此，臨時接地線是變電站管理重點和難點。將智能接地線管理系統應用在變電站，可以實現對接地線規范化管理，防止人工操作失誤，提高變電站接地線管理水平。本文主要分析了當前變電站地線管理存在的問題，并在此基礎上分析了變電站智能地線管理系統的構成以及主要功能。

引言：根據相關數據顯示，臨時接地線造成的電氣誤動事故占整個電氣操作失誤的50%以上，大多數電氣設備在檢修的時候，電力工人可能出現漏拆或者漏裝接地線，從而導致電氣故障的發生。將智能地線管理系統應用在變電站地線管理系統中，利用計算機、信息技術、控制技術、傳感技術，強制閉鎖站內接線，防止工人隨意接線或者拆線，導致接線故障問題，提高整個接地線管理效率。

1.當前變電站地線管理存在的問題

隨著電網技術的發展，目前大部分變電站都安裝了微機防誤系統，有效降低了電氣操作事故，提高了變電站的運行效率。但是目前的變電站微機防誤系統中的臨時接地線問題依然無法有效的解決，臨時接地線管理導致的事故幾乎超過了整個電氣操作故障的一半以上，因此成為變電站管理的難點和重點，目前變電站地線管理主要存在以下幾個方面的問題：

1.1 接地線管理不規范

部分變電站在實際管理過程中，不重視接地線的管理，沒有按照要求對接地線進行編號，接地線的管理比較混亂，沒有統一進行管理，從而導致漏裝或者漏拆接地線導致送電事故的發生。根據《電力安全規范》第82條規定，每一組接地線必須編制相應的號碼，并固定統一的存放地點，存放位置也必須按照要求編號，接地線的編碼和存放位置必須統一。然而在實際運行過程中，變電所一些管理人員不重視地線安全管理，認為變電站的接地線不是很多，不需要編碼管理。

1.2 接地樁沒有安裝微機五防裝置

變電所的電力設備長期在高壓環境下運行，一些電力設備具有一定靜電，為了防止檢修人員觸電，在檢修一次設備的時候，需要安裝臨時接地線，臨時接地線從設備構架接地到引下線。如果無法及時監測接地引線，可能很容易出現漏裝或者錯裝接地線的問題。現有的防誤操作閉鎖裝置在地線操作過程中，可以實時檢測到地線位置、運行情況，并將地線的狀態信息發送到電力調度中心，電力調度中心的人員根據數據信息判斷地線情況，但是防誤閉鎖裝置卻無法監測到地線真實的運行狀態，也無法得知地線實際情況，從而做出有效的防護措施。

1.3 電壓互感器二次側未裝短路地線

根據電網10-500Kv電壓互感器檢修要求，電壓互感器一次側必須設置接地隔離開關或者安裝接地線，但是沒有要求電壓互感器二次側安裝短路接地線。檢修人員在檢修過程中，拆除電壓互感器一次側接地線的時候，無法提供短路接地保護，從而導致觸電事故的發生。

1.4 操作不規范

變電站一次設備安裝、拆除接地線的時候，按照要求必須嚴格記錄接地線的檢修記錄，記錄安裝接地線的編號、位置、檢修人員、檢修時間，從而為后期的接地線管理提供響應的參考和決策。但是在實際操作的時候，檢修人員往往不會按照要求記錄檢修信息，導致電氣倒閘現象的出現。根據相關數據顯示，帶接地線電合閘或者帶電掛接地線事故占整個電氣故障的一半以上。因此，確保拆裝接地線的正確性是確保變電所安全、可靠運行的重要內容。

2.智能地線管理系統構成

智能地線管理系統集計算機信息技術、RFID技術、無線網絡技術、微電子技術，結合變電站實際情況對接電線進行全自動實時監測和管理。它可以單獨使用，也可以與微機防誤閉鎖裝置聯機使用，解決了當前微機防誤閉鎖裝置無法識別臨時接地線的困擾，還可以實時跟蹤接地線的位置、狀態，從而做到對接地線的有效管理，防止出現臨時接地線混亂的局面，確保整個電力系統運行安全。智能地線管理系統包括地線控制器、數字樁和地線座、通訊基站和通訊中繼站以及監測站。

2.1 地線控制器

地線控制器的主要功能是采集、識別和傳輸地線、地線裝以及地線座運行過程的數據信息。地線控制器由RFID讀寫器、無線網絡模塊、開關元件、電源、自動控制模塊、指示燈以及地線接地極構成。地線控制器在平時處于斷電關機狀態，一旦地線接入到地線樁、地線座的時候，地線控制器自動連接電機開關，指示燈開始閃爍，控制器自動識別地線樁和地線座的RFID編碼，從而判定地線的位置和狀態。無線網絡將控制器識別數據信息傳輸到監控工作站，監控中心接收到數據信息以后，地線控制器開關自動關閉，從而實現全自動化運行。

2.2 地線樁與地線座

地線樁與地線座主要記錄地線安裝地線以及地線位置變化，它由塑料密封的RFID標簽和磁鐵構成，安裝在普通地線樁上和地線工具柜內。RFID標簽可以記錄每一個地線安裝的地點以及地線柜每格位置信息，從而實現對地線控制器的自動化開啟與關閉。RFID標簽不需要對變電站的地線進行改造，而是在原有的地線樁安裝RFID標簽，在不改變原來地線樁的工作性能，記錄地線樁的位置和狀態，實現對地線樁的智能管理。

2.3 通訊基站和通訊中繼站

通訊基站與通訊中繼站主要滿足智能地線管理系統的通訊要求，實現地線管理系統各個模塊的信息傳輸。通訊基站需要在變電站全站內構建無線通訊網絡，可以覆蓋到站內地線樁和地線柜的位置，一般安裝在變電站主控室外比較開闊的地方，可以滿足站內各個區域設備接收到網絡。通訊基站主要是提高整個變電站無線通訊網絡質量，無線網絡輻射的范圍是有限的，受到周圍環境的影響，無法全面覆蓋到各個角落。通信中繼站設計在無線網絡覆蓋范圍的死角，可以實現無延時轉發通訊基站與地線控制器之間的數據信息，確保無線通訊網絡通訊質量。

2.4 監測站

監測站主要目的是監測整個變電站地線系統，確保接地線位置安裝正確、接地線的安裝和拆卸符合電力安全規范的相關規定。監控站主要由工控機和軟件構成，工控機與通訊基站連接，向上連接服務器，并通過TCP/IP協議和變電站自動化監控裝置、電力調度系統連接，實現對整個地線系統的監測。軟件部分主要是負責對硬件的控制，并自動化采集、記錄、分析變電站的地線、地刀位置、狀態信息，實現對地線、地刀的全自動化監測。

3.變電站智能地線管理系統的應用

智能地線管理系統想要實現全自動化、智能化管理，必須滿足以下要求：第一，智能地線管理系統必須實現全網信息共享，從而滿足不同層次工作站實時獲取地線相關信息。智能地線管理系統必須支持一卡通系統的身份識別，可以有效不同用戶的權限級別，并開啟相應的智能地線管理系統應用功能。第二，智能地線管理系統必須具備實時跟蹤現場的地線安裝、拆除以及掛接等過程，從而便于調度中心了解地線系統的運行情況。第三，具有強制閉鎖功能。通過地線管理器及其從機可以實現對接地線強制閉鎖，在沒有開票或者刷卡授權的情況下，禁止技術人員取走接地線。第四，監測站具有實時監測接地線位置功能，接地線掛接地線樁以后，智能地線管理系統的監測裝置可以實時監測接地樁信息以后，通過通信系統將上機位的信息發送該接地線掛接位置的實時信息，智能地線管理系統可以實時顯示地線掛接的狀態，并具有信息提示功能，防止技術工人在施工中的誤動。

智能地線管理系統可以應用在變電站安裝地線和拆除接地線工作中。當需要安裝接地線的時候，可以在防誤主機上進行模擬。現場接地線安裝以后，無線通訊網絡將接地線的數據信息傳遞給防誤主機，防誤主機顯示地線現場掛接位置，判斷安裝是否正確。當檢修人員拆除接地線的時候，防誤主機可以實時監測地線是否已經拆除，防止檢修人員漏拆。

4.結束語

地線管理是變電站運營管理的重要內容，變電站在檢修過程中為了消除檢修設備的感應電流，防止檢修人員觸電，需要使用地線和地刀接地操作。然而在實際操作過程中，由于檢修人員操作不當，可能導致帶地線合閘，帶電掛地線等事故，嚴重威脅到檢修人員的人身安全、和設備安全。將智能地線管理系統應用在變電站中，可以降低電氣誤動造成的電力安全事故。