變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)

林錦桐,梁斌儒,梁浩泉

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 江門供電局,廣東 江門 529000)

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變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)

林錦桐,梁斌儒,梁浩泉

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 江門供電局,廣東 江門 529000)

目前在電力行業(yè)中，微機(jī)五防是最安全的有力保障之一，應(yīng)用廣泛，然而這一裝置卻不能對接地線的掛接及拆除進(jìn)行有效的跟蹤管理。為此，開發(fā)了一變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的整體設(shè)計、軟件開發(fā)和功能實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)使運(yùn)行人員能通過主控室顯示屏實(shí)地查看或確認(rèn)接地線的去向，從而避免因?yàn)槁┎鸾拥鼐€而發(fā)生事故。

變電站；接地線；監(jiān)控系統(tǒng)

在電力行業(yè)中，接地線是停電檢修作業(yè)中的一種安全工具[1]。當(dāng)?shù)氐稛o法進(jìn)行接地操作時，比如變電站刀閘(由于機(jī)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(hù)人身安全的重要屏障，防止突然來電或感應(yīng)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(tǒng)的危害較大。

近期，某供電局又發(fā)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(wǎng)有限責(zé)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(chǎn)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(fā)布的全國電力安全生產(chǎn)情況，幾乎每月均發(fā)生多起電力人身傷亡責(zé)任事故。據(jù)統(tǒng)計，在全國范圍誤操作事故中，臨時接地線使用不當(dāng)而造成的事故占全部的60%[1]。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，信息化建設(shè)需要不斷提升，而安全、穩(wěn)定運(yùn)行是當(dāng)前電力行業(yè)的最基本要求，傳統(tǒng)的接地線管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)廠站的發(fā)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(qiáng)人員培訓(xùn)和規(guī)范化接地線的管理外，仍需采用科學(xué)有效的技術(shù)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(xiàn)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(tǒng)進(jìn)行登記，同時使用運(yùn)行日志、墻壁書寫等方法進(jìn)行嚴(yán)格管理，而上級調(diào)度無法從電腦后臺掌控現(xiàn)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(diǎn)和嚴(yán)格的管理制度[6]，但臨時接地線的實(shí)時狀態(tài)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(xiàn)遺漏接地線事件[2]，現(xiàn)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(shù)上得到解決，甚至出現(xiàn)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(fā)生[1]。因此，必須采用有效的技術(shù)措施對接地線進(jìn)行實(shí)時管理，實(shí)現(xiàn)接地線管理的信息化、科學(xué)化，避免由于漏拆接地線而發(fā)生誤操作事故。

2　實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

本項目研發(fā)的變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)是利用RFID技術(shù)[7-9]，對變電站接地線使用跟蹤、工具管理進(jìn)行實(shí)時監(jiān)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(jìn)行全程監(jiān)管。系統(tǒng)具體流程如圖1所示。

圖1　實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)工作流程

接地線管理系統(tǒng)包括工具柜監(jiān)控、后臺管理2個部分。工具柜中主要安裝硬件設(shè)備，包括電子標(biāo)簽、接收天線、讀卡器等；后臺管理包括服務(wù)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(biāo)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(biāo)簽信號，通過串口服務(wù)傳送到后臺服務(wù)器[1]。當(dāng)接地線被拿出工具柜時，讀寫器檢測不到該標(biāo)簽，將信號傳送到后臺系統(tǒng)，后臺顯示此組接地線不在柜中，同時發(fā)出告警信號提醒值班人員確認(rèn)并發(fā)送提醒短信；當(dāng)接地線重新放入工具柜時，讀寫器檢測到該標(biāo)簽，將信號傳送到后臺，后臺顯示該接地線已歸還并發(fā)送提醒短信。當(dāng)然，如果在工作現(xiàn)場安裝RFID讀寫器，還可以對接地線進(jìn)行現(xiàn)場管理，防止接地線漏拆而造成事故。監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

3　實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)

系統(tǒng)軟件通過主控室顯示器對接地線進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控，實(shí)時顯示接地線情況，記錄接地線進(jìn)出庫情況，提供友好的人機(jī)交互界面，并打印所需的表格文件或報告。

通過對開發(fā)平臺兼容性、性能、成本、代碼執(zhí)行效率等指標(biāo)進(jìn)行比較后，選取VC++語言及SQL Server數(shù)據(jù)庫，圖形顯示界面使用了MFC中的GDI類。軟件運(yùn)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(wù)[12]。后臺軟件系統(tǒng)由數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、存儲查詢、數(shù)據(jù)庫管理等四大模塊組成[2]，軟件的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

軟件系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集模塊采集工具柜中接地線的狀態(tài)，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(shí)時記錄、存儲數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^存儲查詢模塊調(diào)取接地線的歷史使用情況并生成報表，數(shù)據(jù)庫可對整個軟件數(shù)據(jù)信息進(jìn)行成熟化管理。

圖3　軟件總體結(jié)構(gòu)

通過硬件與軟件設(shè)計后，對裝置進(jìn)行了安裝、測試，結(jié)果顯示：系統(tǒng)運(yùn)行良好，能可靠工作，各功能滿足要求，并能實(shí)現(xiàn)接地線實(shí)時監(jiān)控。在試運(yùn)行中，本站運(yùn)行人員對系統(tǒng)的評價為：由人工管理變?yōu)橹悄芸茖W(xué)化的實(shí)時監(jiān)視，將現(xiàn)場目測檢查變?yōu)槿轿蛔詣踊O(jiān)視，值得推廣。

4　功能實(shí)現(xiàn)及系統(tǒng)的改進(jìn)

通過接地線實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場的工作狀態(tài)，避免漏拆接地線事故的發(fā)生。實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)具體功能如下：

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

2) 通過顯示界面不間斷監(jiān)測工具使用情況、歸還狀態(tài)。

3) 在工具使用、歸還時自動在后臺提醒并發(fā)送提醒短信。

4) 本系統(tǒng)具有實(shí)用性高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，可預(yù)防接地線管理不到位等安全隱患的發(fā)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(tǒng)在相應(yīng)地點(diǎn)提醒相關(guān)操作人員。

6) 系統(tǒng)自動生成工具使用、歸還記錄、使用頻率統(tǒng)計報表。

7) 可統(tǒng)計處于使用、閑置狀態(tài)的工具數(shù)量。

8) 系統(tǒng)具有信息存儲功能，對接地線使用情況進(jìn)行記錄。

當(dāng)然，目前系統(tǒng)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(xiàn)個別識別誤差，這種情況需要軟件進(jìn)行處理。另一方面，開發(fā)平臺采用VC++語言及SQL Server數(shù)據(jù)庫,目前尚未與微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)兼容通訊。開發(fā)小組將繼續(xù)嘗試，實(shí)現(xiàn)微機(jī)五防系統(tǒng)與實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)同步運(yùn)行。

5　結(jié)束語

開發(fā)了一變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用該系統(tǒng)運(yùn)行人員能通過主控室顯示屏實(shí)地查看或確認(rèn)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(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供了有力的保障[8-9]。

目前，變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在500 kV 變電站成功應(yīng)用。本團(tuán)隊將繼續(xù)對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行研究改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)全站動態(tài)在線監(jiān)測。本系統(tǒng)將開發(fā)網(wǎng)絡(luò)版，以適應(yīng)無人值守、異地使用、遠(yuǎn)程控制等發(fā)展。

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

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

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

[4]陳志根.智能臨時接地線管理系統(tǒng)在變電站的應(yīng)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(guī)定[M].廣州：中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司,2005.

[6]變電運(yùn)行現(xiàn)場技術(shù)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(biāo)簽天線設(shè)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(shù)的軍械倉庫管理系統(tǒng)[J].四川兵工學(xué)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(xué)報,2014(9):54-56.

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

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

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

(責(zé)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(wǎng)有限責(zé)任公司職工技術(shù)創(chuàng)新項目“變電站接地線實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)”(GDZC-030720160379)；梁斌儒技術(shù)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(yùn)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(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué))，2016(10):147-150.