水电站接地线智能跟踪系统

夏艳冰

（国网福建水口集团发电有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

我国传统的水电站接地线主要为人工管理，整体的工作模式具有很大的局限性，无法实现对接地线运行情况和使用情况的全面掌握，并且在管理过程中很容易出现故障问题，整体的管理工作很容易出现信息错误和信息不现实的情况，使得相应的管理人员和技术人员工作效率和质量降低，对于水电站接地线中的各种问题和故障无法实现准确处理，使得水电站的安全和稳定出现问题。因此，应用水电站接地线智能跟踪系统势在必行。

1 应用水电站接地线智能跟踪系统的重要性

水电站接地线智能跟踪系统能够对现场接地线使用情况进行实时远程监测，显示装设位置，运行人员可以使用该系统结合现有的“五防”系统对接地线调取、装设、拆除、存放过程进行环节管控，以提高运行人员停复役电气设备安全性。水电站接地线智能跟踪系统可以结合工作票管理制度和现有的“五防”系统，提高工作效率。该系统能够将工作接地线“实时在线”，使安全管理部门实时了解施工进度与安全措施执行情况，掌握接地线位置情况，实时监督电力接地线挂接合规性，将大大提高电气设备停复役工作效率。

2 水电站接地线智能跟踪系统的具体应用

水电厂接地线主要使用地点在厂用电、厂用变和站用变上，而这些都在独立封闭房间内，结合“互联网+”、物联网技术，利用RFID、ZigBee和移动融合通信技术，设计新型水电站接地线智能跟踪系统，分上位机终端、传输端和现场末端3层构架。

上位机终端利用传输端传来的信息，管理人员和运行人员可以实时监控接地线的使用情况和实时位置，建立工作现场与安全管理人员的桥梁，扩展维护系统内容。传输端，采用利用RFID和ZigBee融合技术、移动和ZigBee异构网络无线传感网的网关技术相结合设计方案，可在封闭房间的厂用电、厂用变、站用变及接地线存放柜等房间级之间传输接地线的使用情况和实时位置。现场末端是将电子标签与接地线相结合，电子标签的设计包括RFID Tag模块和zigBee模块，通过RFID Tag模块与ZigBee模块相互配合，能够实现更精确的区域定位和房间级定位，上传接地线的使用情况和实时位置数据给系统上位机终端。

水电站接地线智能跟踪系统应用射频识别（RFID）技术，由接地线专用电子标签、固定式电子标签读写器、计算机网络、中间件软件、应用软件等部分组成。系统通过对接地线加装专用RFID电子标签，在电子标签内部存储接地线的属性信息（如：型号、编号等），应用电子标签读写器对电子标签进行读写操作来实现对接地线的自动识别和信息处理。同时结合计算机网络和数据库技术实现接地线的出入库管理、使用日志管理、查询统计的自动化，实现接地线在存放处和使用过程的安全监控。在接地线不影响使用的地方加装无源RFID电子标签，RFID电子标签有该接地线的长度、截面积、电压等级，使用周期等数据。每一个RFID电子标签有数字ID对应每组接地线编号，保障了在众多接地线中的唯一性。使用周期时限到期，终端能提前自动提示要到期的接地线编号，提醒管理人员检查，方便管理人员统一监管所有的接地线使用周期。接地线存放处装设有源读卡器，可以实现对存、取接地线进行非接触式信息采集上传到智能跟踪平台，并对接地线存、取、监管一体化智能管理。在使用地点装设有源读卡器，当带有RFID电子标签接地线进入使用地点时就能定位，实时跟踪该接地线是否在正确的地点使用，使用的时间、地点会及时上传智能跟踪平台，平台可以全面展示出使用接地线的全景信息。若接地线型号不适用于使用区域时或者在错误的区域使用接地线时，装设的有源读卡器和智能跟踪系统可发出告警信号，保障接地线使用准确性、安全性。

3 系统的技术支持和总体设计

3.1 技术支持

利用RFID、ZigBee、移动通信技术等技术相融合设计方案，实现了室内房间级的定化，满足水电厂内传输信号“远”“近”技术可扩展、组网灵活、安全可靠的需求，适合在独立的封闭房间内厂用电、厂用变、站用变及接地线存放柜的接地线定位。

3.2 总体设计

3.2.1 接地线实时定位

根据水电厂接地线存放处和使用处实际分布情况，把RFID、ZigBee、移动通信技术等技术融合布置于信号传输端，传输过程分成两个部分，一是传输端与现地末端采用RFID和ZigBee融合技术，准确定位和传输接地线的使用情况；二是传输端至上位机通过移动和ZigBee异构网络无线传感网的网关技术，将接地线位置信息远距离上传到上位机终端。管理人员和运行人员便能水电站接地线智能跟踪系统终端上直观地看到接地线的使用情况和实时位置，实现接地线信息畅通。

3.2.2 智能识别功能

首先在接地线上加装无源RFID电子标签，接地线上的无源RFID电子标签包含着接地线的编号、长度、截面积，使用区域等信息，接地线存储柜装设读卡器，智能自动记录存储柜内接地线数量，取用时间、归还时间。其次在接地线使用区域装设带报警功能的读卡器，当接地线进入使用区域，读卡器识别接地线所带的RFID电子标签，智能辨识接地线的型号是否符合使用区域或者当所取接地线是否进入错误的使用区域。若不符合，读卡器报警告知并上传终端提醒。若符合，读卡器便记录使用时间并发送地点信息上传终端。

3.2.3 后台操作

终端设置中控值班室和厂房值班室两处，互为备用。两台终端同时共享信息，在中控值班室分机，可以方便管理人员和运行人员在值班室直观地得到接地线的全景信息。运行人员可以便捷准确地选取所需接地线，管理人员可通过终端编辑权限、接地线及其使用区域信息更新等操作[1]。

4 水电站接地线智能跟踪系统的功能

4.1 实时定位

利用RFID、ZigBee、移动通信技术等技术相融，实现房间级的定位。在总体布置图上，用户能准确定位接地线所在位置，了解接地线库存情况和接地线使用区域，一览接地线概况。

4.2 接地线调取、归还准确、便捷

使用者调取接地线时，系统能在适用区域显示出可适用的接地线编号，不必人工查阅，调取准确快捷。归还时接地线时，系统也能及记录编号、时间、使用区域，有效避免人工记录信息错误率高。

4.3 接地线监管及时性

及时记录接地线编号、提取时间和归还时间，能提前自动提示要使用周期到期的接地线编号，提醒管理人员检查，具有历史查询功能，可以回溯查询接地线使用情况，方便管理人员对管理区域所有接地线的监管。

4.4 安全性

通过系统，录入接地线常用的设备区域，将与使用区域相匹配的接地线编号相对应。当接地线进入非使用区域时发出告警信号，防止误入进入带电间隔，当取用接地线的截面积、长度等型号与使用区域要求不匹配时发出告警，提醒使用调取正确型号的接地线。

4.5 后台管理的扩展性

管理人员可以添加或删除接地线信息和接地线常用地点，增加或注销过期使用人的权限，提高安全监管力度[2]。

5 水电站接地线智能跟踪系统的发展方向

接地线智能跟踪系统进一步展示出电站使用接地线的全景信息，能更精确地获取接地线使用时间，立体化全面展现接地线使用地点，管理人员对接地线使用情况一目了然。为运行人员和管理人员提供更全面、完整和精细的接地线使用情况图。接地线智能跟踪系统能快速地选出适用的接地线，提高接地线使用效率。使用接地时，只需在系统查看就能快速准确地找到使用地点适用的接地线，提高运行人员工作效率。接地线智能跟踪系统实时跟踪监控接地线使用过程，有效提高接地线的使用安全性。接地线智能跟踪系统建立起管理人员、使用者、接地线之间的关系。管理人员通过该系统可以更全面地了解接地线的使用周期，安排接地线送检，及时注销过期使用者权限，提高接地线使用的可靠性。接地线智能跟踪系统的应用将来与其他电力智能物联网设备接驳，在水电厂全面实现智能化安全管理体系[3]。

6 结语

为了保证水电站的稳定运行，提高管理工作和效率，水电站要加强对信息化技术的应用，做到与时俱进，制定水电站接地线智能跟踪系统，保证整体现场工作的安全性和顺利开展。