變電站智能地線管理系統(tǒng)的應(yīng)用

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司清遠(yuǎn)供電局 任曉娜 麥衛(wèi)華

變電站將電力系統(tǒng)的電壓、電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其分配到接受電能的場(chǎng)所，具有調(diào)節(jié)電壓和電流的作用。由于變電站臨時(shí)接地線比較多，在實(shí)際運(yùn)行過程中可能存在誤掛、誤拆、漏掛等現(xiàn)象，導(dǎo)致電力故障。因此，臨時(shí)接地線是變電站管理重點(diǎn)和難點(diǎn)。將智能接地線管理系統(tǒng)應(yīng)用在變電站，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接地線規(guī)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(dāng)前變電站地線管理存在的問題，并在此基礎(chǔ)上分析了變電站智能地線管理系統(tǒng)的構(gòu)成以及主要功能。

引言：根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，臨時(shí)接地線造成的電氣誤動(dòng)事故占整個(gè)電氣操作失誤的50%以上，大多數(shù)電氣設(shè)備在檢修的時(shí)候，電力工人可能出現(xiàn)漏拆或者漏裝接地線，從而導(dǎo)致電氣故障的發(fā)生。將智能地線管理系統(tǒng)應(yīng)用在變電站地線管理系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)，強(qiáng)制閉鎖站內(nèi)接線，防止工人隨意接線或者拆線，導(dǎo)致接線故障問題，提高整個(gè)接地線管理效率。

1.當(dāng)前變電站地線管理存在的問題

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

1.1 接地線管理不規(guī)范

部分變電站在實(shí)際管理過程中，不重視接地線的管理，沒有按照要求對(duì)接地線進(jìn)行編號(hào)，接地線的管理比較混亂，沒有統(tǒng)一進(jìn)行管理，從而導(dǎo)致漏裝或者漏拆接地線導(dǎo)致送電事故的發(fā)生。根據(jù)《電力安全規(guī)范》第82條規(guī)定，每一組接地線必須編制相應(yīng)的號(hào)碼，并固定統(tǒng)一的存放地點(diǎn)，存放位置也必須按照要求編號(hào)，接地線的編碼和存放位置必須統(tǒng)一。然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，變電所一些管理人員不重視地線安全管理，認(rèn)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(jī)五防裝置

變電所的電力設(shè)備長(zhǎng)期在高壓環(huán)境下運(yùn)行，一些電力設(shè)備具有一定靜電，為了防止檢修人員觸電，在檢修一次設(shè)備的時(shí)候，需要安裝臨時(shí)接地線，臨時(shí)接地線從設(shè)備構(gòu)架接地到引下線。如果無法及時(shí)監(jiān)測(cè)接地引線，可能很容易出現(xiàn)漏裝或者錯(cuò)裝接地線的問題?，F(xiàn)有的防誤操作閉鎖裝置在地線操作過程中，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到地線位置、運(yùn)行情況，并將地線的狀態(tài)信息發(fā)送到電力調(diào)度中心，電力調(diào)度中心的人員根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷地線情況，但是防誤閉鎖裝置卻無法監(jiān)測(cè)到地線真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，也無法得知地線實(shí)際情況，從而做出有效的防護(hù)措施。

1.3 電壓互感器二次側(cè)未裝短路地線

根據(jù)電網(wǎng)10-500Kv電壓互感器檢修要求，電壓互感器一次側(cè)必須設(shè)置接地隔離開關(guān)或者安裝接地線，但是沒有要求電壓互感器二次側(cè)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(cè)接地線的時(shí)候，無法提供短路接地保護(hù)，從而導(dǎo)致觸電事故的發(fā)生。

1.4 操作不規(guī)范

變電站一次設(shè)備安裝、拆除接地線的時(shí)候，按照要求必須嚴(yán)格記錄接地線的檢修記錄，記錄安裝接地線的編號(hào)、位置、檢修人員、檢修時(shí)間，從而為后期的接地線管理提供響應(yīng)的參考和決策。但是在實(shí)際操作的時(shí)候，檢修人員往往不會(huì)按照要求記錄檢修信息，導(dǎo)致電氣倒閘現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，帶接地線電合閘或者帶電掛接地線事故占整個(gè)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(yùn)行的重要內(nèi)容。

2.智能地線管理系統(tǒng)構(gòu)成

智能地線管理系統(tǒng)集計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、RFID技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)，結(jié)合變電站實(shí)際情況對(duì)接電線進(jìn)行全自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。它可以單獨(dú)使用，也可以與微機(jī)防誤閉鎖裝置聯(lián)機(jī)使用，解決了當(dāng)前微機(jī)防誤閉鎖裝置無法識(shí)別臨時(shí)接地線的困擾，還可以實(shí)時(shí)跟蹤接地線的位置、狀態(tài)，從而做到對(duì)接地線的有效管理，防止出現(xiàn)臨時(shí)接地線混亂的局面，確保整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。智能地線管理系統(tǒng)包括地線控制器、數(shù)字樁和地線座、通訊基站和通訊中繼站以及監(jiān)測(cè)站。

2.1 地線控制器

地線控制器的主要功能是采集、識(shí)別和傳輸?shù)鼐€、地線裝以及地線座運(yùn)行過程的數(shù)據(jù)信息。地線控制器由RFID讀寫器、無線網(wǎng)絡(luò)模塊、開關(guān)元件、電源、自動(dòng)控制模塊、指示燈以及地線接地極構(gòu)成。地線控制器在平時(shí)處于斷電關(guān)機(jī)狀態(tài)，一旦地線接入到地線樁、地線座的時(shí)候，地線控制器自動(dòng)連接電機(jī)開關(guān)，指示燈開始閃爍，控制器自動(dòng)識(shí)別地線樁和地線座的RFID編碼，從而判定地線的位置和狀態(tài)。無線網(wǎng)絡(luò)將控制器識(shí)別數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控工作站，監(jiān)控中心接收到數(shù)據(jù)信息以后，地線控制器開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)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(biāo)簽和磁鐵構(gòu)成，安裝在普通地線樁上和地線工具柜內(nèi)。RFID標(biāo)簽可以記錄每一個(gè)地線安裝的地點(diǎn)以及地線柜每格位置信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地線控制器的自動(dòng)化開啟與關(guān)閉。RFID標(biāo)簽不需要對(duì)變電站的地線進(jìn)行改造，而是在原有的地線樁安裝RFID標(biāo)簽，在不改變?cè)瓉淼鼐€樁的工作性能，記錄地線樁的位置和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tǒng)的通訊要求，實(shí)現(xiàn)地線管理系統(tǒng)各個(gè)模塊的信息傳輸。通訊基站需要在變電站全站內(nèi)構(gòu)建無線通訊網(wǎng)絡(luò)，可以覆蓋到站內(nèi)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(nèi)各個(gè)區(qū)域設(shè)備接收到網(wǎng)絡(luò)。通訊基站主要是提高整個(gè)變電站無線通訊網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，無線網(wǎng)絡(luò)輻射的范圍是有限的，受到周圍環(huán)境的影響，無法全面覆蓋到各個(gè)角落。通信中繼站設(shè)計(jì)在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的死角，可以實(shí)現(xiàn)無延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)通訊基站與地線控制器之間的數(shù)據(jù)信息，確保無線通訊網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量。

2.4 監(jiān)測(cè)站

監(jiān)測(cè)站主要目的是監(jiān)測(cè)整個(gè)變電站地線系統(tǒng)，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(guī)范的相關(guān)規(guī)定。監(jiān)控站主要由工控機(jī)和軟件構(gòu)成，工控機(jī)與通訊基站連接，向上連接服務(wù)器，并通過TCP/IP協(xié)議和變電站自動(dòng)化監(jiān)控裝置、電力調(diào)度系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)地線系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。軟件部分主要是負(fù)責(zé)對(duì)硬件的控制，并自動(dòng)化采集、記錄、分析變電站的地線、地刀位置、狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)地線、地刀的全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

3.變電站智能地線管理系統(tǒng)的應(yīng)用

智能地線管理系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、智能化管理，必須滿足以下要求：第一，智能地線管理系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)信息共享，從而滿足不同層次工作站實(shí)時(shí)獲取地線相關(guān)信息。智能地線管理系統(tǒng)必須支持一卡通系統(tǒng)的身份識(shí)別，可以有效不同用戶的權(quán)限級(jí)別，并開啟相應(yīng)的智能地線管理系統(tǒng)應(yīng)用功能。第二，智能地線管理系統(tǒng)必須具備實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)的地線安裝、拆除以及掛接等過程，從而便于調(diào)度中心了解地線系統(tǒng)的運(yùn)行情況。第三，具有強(qiáng)制閉鎖功能。通過地線管理器及其從機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接地線強(qiáng)制閉鎖，在沒有開票或者刷卡授權(quán)的情況下，禁止技術(shù)人員取走接地線。第四，監(jiān)測(cè)站具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(tǒng)的監(jiān)測(cè)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地樁信息以后，通過通信系統(tǒng)將上機(jī)位的信息發(fā)送該接地線掛接位置的實(shí)時(shí)信息，智能地線管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示地線掛接的狀態(tài)，并具有信息提示功能，防止技術(shù)工人在施工中的誤動(dòng)。

智能地線管理系統(tǒng)可以應(yīng)用在變電站安裝地線和拆除接地線工作中。當(dāng)需要安裝接地線的時(shí)候，可以在防誤主機(jī)上進(jìn)行模擬?，F(xiàn)場(chǎng)接地線安裝以后，無線通訊網(wǎng)絡(luò)將接地線的數(shù)據(jù)信息傳遞給防誤主機(jī)，防誤主機(jī)顯示地線現(xiàn)場(chǎng)掛接位置，判斷安裝是否正確。當(dāng)檢修人員拆除接地線的時(shí)候，防誤主機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地線是否已經(jīng)拆除，防止檢修人員漏拆。

4.結(jié)束語

地線管理是變電站運(yùn)營(yíng)管理的重要內(nèi)容，變電站在檢修過程中為了消除檢修設(shè)備的感應(yīng)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(shí)際操作過程中，由于檢修人員操作不當(dāng)，可能導(dǎo)致帶地線合閘，帶電掛地線等事故，嚴(yán)重威脅到檢修人員的人身安全、和設(shè)備安全。將智能地線管理系統(tǒng)應(yīng)用在變電站中，可以降低電氣誤動(dòng)造成的電力安全事故。