变电站接地线实时监控系统

林锦桐,梁斌儒,梁浩泉

(广东电网有限责任公司 江门供电局,广东 江门 529000)



变电站接地线实时监控系统

林锦桐,梁斌儒,梁浩泉

(广东电网有限责任公司 江门供电局,广东 江门 529000)

目前在电力行业中，微机五防是最安全的有力保障之一，应用广泛，然而这一装置却不能对接地线的挂接及拆除进行有效的跟踪管理。为此，开发了一变电站接地线实时监控系统，介绍了系统的整体设计、软件开发和功能实现。该系统使运行人员能通过主控室显示屏实地查看或确认接地线的去向，从而避免因为漏拆接地线而发生事故。

变电站；接地线；监控系统

在电力行业中，接地线是停电检修作业中的一种安全工具[1]。当地刀无法进行接地操作时，比如变电站刀闸(由于机械闭锁)或输电线路(无地刀)检修等，常用接地线来代替。接地线是保护人身安全的重要屏障，防止突然来电或感应电对人身造成伤害[2-3]。然而，这一生命线又容易造成带电挂地线和带地线合闸事故，对电力系统的危害较大。

近期，某供电局又发生一起带地线合刀闸事故，造成220 kV母差失灵动作，3个220kV变电站失压。广东电网有限责任公司全面深入地开展了人身事故及误操作事件专项检查，各单位以班组、部门开展“安全生产大讨论”活动。而这一事故已确定为人为因素所致，终究问题出在接地线管理方面。查阅中国能源局近两年发布的全国电力安全生产情况，几乎每月均发生多起电力人身伤亡责任事故。据统计，在全国范围误操作事故中，临时接地线使用不当而造成的事故占全部的60%[1]。

随着智能电网的发展，信息化建设需要不断提升，而安全、稳定运行是当前电力行业的最基本要求，传统的接地线管理模式已经不能适应厂站的发展。虽然已采取了各项措施及方案[3-4]，但仍未从根本上解决问题。因此，除加强人员培训和规范化接地线的管理外，仍需采用科学有效的技术手段，避免“漏拆、位置错误”等误操作带来的安全隐患[5]。

1　变电站接地线管理现状

直到目前，变电站接地线管理均使用《地线地刀装拆记录本》及MIS系统进行登记，同时使用运行日志、墙壁书写等方法进行严格管理，而上级调度无法从电脑后台掌控现场地线的使用情况，只能靠变电站值班人员汇报这单一来源[5-6]。

目前，接地线虽有专门存放点和严格的管理制度[6]，但临时接地线的实时状态只能靠人工方式检查，效率低、方法原始，在工作繁重或人员紧缺的情况下，容易出现遗漏接地线事件[2]，现场接地线是否按编号使用、位置是否正确以及拆装是否完成等问题无法从技术上得到解决，甚至出现检修人员或施工人员为工作方便擅自移动、拆装接地线，而值班人员却不知道的情况发生[1]。因此，必须采用有效的技术措施对接地线进行实时管理，实现接地线管理的信息化、科学化，避免由于漏拆接地线而发生误操作事故。

2　实时监控系统的设计

本项目研发的变电站接地线实时监控系统是利用RFID技术[7-9]，对变电站接地线使用跟踪、工具管理进行实时监控[1,4,10-11]。对工具使用时间、归还时间自动记录、归档，对接地线的使用、保管进行全程监管。系统具体流程如图1所示。

图1　实时监控系统工作流程

接地线管理系统包括工具柜监控、后台管理2个部分。工具柜中主要安装硬件设备，包括电子标签、接收天线、读卡器等；后台管理包括服务器和后台软件。

在工具柜的每一根接地线上粘贴一个柔性标签。RFID读写器拥有多个通道，每个通道连接1根天线，天线再通过860～960 MHz频段采集电子标签信号，通过串口服务传送到后台服务器[1]。当接地线被拿出工具柜时，读写器检测不到该标签，将信号传送到后台系统，后台显示此组接地线不在柜中，同时发出告警信号提醒值班人员确认并发送提醒短信；当接地线重新放入工具柜时，读写器检测到该标签，将信号传送到后台，后台显示该接地线已归还并发送提醒短信。当然，如果在工作现场安装RFID读写器，还可以对接地线进行现场管理，防止接地线漏拆而造成事故。监控系统整体结构如图2所示。

图2　系统整体结构

3　实时监控系统软件的开发

系统软件通过主控室显示器对接地线进行现场监控，实时显示接地线情况，记录接地线进出库情况，提供友好的人机交互界面，并打印所需的表格文件或报告。

通过对开发平台兼容性、性能、成本、代码执行效率等指标进行比较后，选取VC++语言及SQL Server数据库，图形显示界面使用了MFC中的GDI类。软件运行时，加载SQL Server中的RFID信息，并显示在主界面，同时开启检测任务[12]。后台软件系统由数据处理、图形显示、存储查询、数据库管理等四大模块组成[2]，软件的总体结构如图3所示。

软件系统通过数据采集模块采集工具柜中接地线的状态，再通过软件中的显示界面分布图直观显示接地线的使用情况，并实时记录、存储数据。可通过存储查询模块调取接地线的历史使用情况并生成报表，数据库可对整个软件数据信息进行成熟化管理。

图3　软件总体结构

通过硬件与软件设计后，对装置进行了安装、测试，结果显示：系统运行良好，能可靠工作，各功能满足要求，并能实现接地线实时监控。在试运行中，本站运行人员对系统的评价为：由人工管理变为智能科学化的实时监视，将现场目测检查变为全方位自动化监视，值得推广。

4　功能实现及系统的改进

通过接地线实时监控现场的工作状态，避免漏拆接地线事故的发生。实时监控系统具体功能如下：

1) 有效防止漏拆接地线而导致的恶性误操作故障，可在主控室对接地线进行实时掌握，减少工作量[3,12]。

2) 通过显示界面不间断监测工具使用情况、归还状态。

3) 在工具使用、归还时自动在后台提醒并发送提醒短信。

4) 本系统具有实用性高、安全性好等优点，可预防接地线管理不到位等安全隐患的发生。

5) 工具使用、归还时需要人工在后面电脑做好登记，且登记后系统在相应地点提醒相关操作人员。

6) 系统自动生成工具使用、归还记录、使用频率统计报表。

7) 可统计处于使用、闲置状态的工具数量。

8) 系统具有信息存储功能，对接地线使用情况进行记录。

当然，目前系统仍需完善。就RFID而言，要求通讯距离较近，在批量识别时，可能出现个别识别误差，这种情况需要软件进行处理。另一方面，开发平台采用VC++语言及SQL Server数据库,目前尚未与微机防误闭锁系统兼容通讯。开发小组将继续尝试，实现微机五防系统与实时监控系统同步运行。

5　结束语

开发了一变电站接地线实时监控系统，应用该系统运行人员能通过主控室显示屏实地查看或确认接地线的去向，避免了接地线使用混乱的情况，消除了由于人为因素造成的误操作隐患，也提高了变电站的工器具管理水平，为电力行业的安全稳定生产提供了有力的保障[8-9]。

目前，变电站接地线实时监控系统已经在500 kV 变电站成功应用。本团队将继续对监控系统进行研究改进，实现全站动态在线监测。本系统将开发网络版，以适应无人值守、异地使用、远程控制等发展。

[1]郭方营.基于RFID 技术的变电站内临时接地线定位管理系统的研究[J].云南民族大学学报(自然科学),2011,20(6):515-518.

[2]张占龙，李冰，高磊，等.变电站接地状态电子管理显示系统[J].电力系统自动化，2006，30(24)：88-90.

[3]刘仁琪，吕晓俊，黄进，等．临时接地线综合管理系统的开发和应用[J].电力系统自动化,2010,34(22)：109-112.

[4]陈志根.智能临时接地线管理系统在变电站的应用研究[J].湖北电力,2010,34(6):9-10.

[5]防止电气误操作闭锁装置管理规定[M].广州：中国南方电网有限责任公司,2005.

[6]变电运行现场技术问答[M].北京:中国电力出版社,2003.

[7]刘超,陈钟荣.RFID超薄抗金属标签天线设计[J].电子元件与材料,2015(7):64-67.

[8]李雪,房俊伟,黄波.基于RFID技术的军械仓库管理系统[J].四川兵工学报,2014(2):74-77.

[9]毛明旭,徐志刚,宋琳琳,等.基于多色集合及RFID的智能型弹药立体仓库[J].四川兵工学报,2014(9):54-56.

[10]仁琪，吕晓俊，黄进，等．临时接地线综合管理系统的开发和应用[J].电力系统自动化，2010，34(22)：109-110.

[11]周彦飞,唐述刚．智能接地线监控系统的研究与应用[J]．电气应用，2008，30(18)：4245.

[12]王赫，张峰.RFID技术在变电站接地线管理中的应用[J].科技展望,2014(17):66-67.

(责任编辑刘舸)

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年度广东电网有限责任公司职工技术创新项目“变电站接地线实时监控系统”(GDZC-030720160379)；梁斌儒技术能手专家工作室成果

林锦桐(1985—)，男，广东开平人，工程师，技师，主要从事变电运行研究，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：林锦桐,梁斌儒,梁浩泉.变电站接地线实时监控系统[J].重庆理工大学学报(自然科学)，2016(10):147-150.