巫水萍 張 瑜 臧和平

（浙江衢州電力局，浙江 衢州 324000）

接地線是保證電力系統(tǒng)安全工作的重要元件，也是變電所中頻繁使用的非固定安全器件。接地線的管理是否完善直接關(guān)系到變電所的安全穩(wěn)定運(yùn)行。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，接地線管理不完善導(dǎo)致的電力系統(tǒng)故障占有很大的比例[1]。因此，完善電力系統(tǒng)接地線管理，提高接地線的智能化管理水平，對(duì)于減少因接地線引起的電力系統(tǒng)故障，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

新型接地線管理系統(tǒng)，能用于接地線狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)和遠(yuǎn)端管理接地線。本文開發(fā)的軟件以 Active Server Pages為開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合Excel數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)出實(shí)用穩(wěn)定的接地線管理系統(tǒng)上位機(jī)軟件?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)、接地線狀態(tài)查詢、備注接地線位置等功能。

1 當(dāng)前接地線管理的缺陷

1.1 接地線的使用狀況

按照現(xiàn)行管理規(guī)定[2]，接地線由變電所值班人員負(fù)責(zé)維護(hù)和管理。電力設(shè)備檢修工作中如需懸掛接地線，由檢修人員向值班人員提出，由值班人員負(fù)責(zé)懸掛；工作結(jié)束后，由值班人員拆除接地線后恢復(fù)送電。接地線在下述兩種情況下將被使用。

1）固定懸掛時(shí)。電氣設(shè)備的檢修，需要將各可能來電部位均接地，此時(shí)的接地線懸掛位置具有固定性。固定懸掛的接地線具有一定規(guī)律性，如某一電氣間隔的開關(guān)檢修，則該開關(guān)的接近母線側(cè)與該開關(guān)接近線路側(cè)均需固定懸掛接地線。

2）臨時(shí)懸掛時(shí)。檢修人員在工作中，認(rèn)為固定懸掛的接地線，不足以滿足安全工作的要求，而需要增加懸掛的接地線，上述接地線懸掛具有隨機(jī)性。

對(duì)固定懸掛的接地線，變電所的管理是列入操作票中，懸掛和拆除均在操作票上有詳細(xì)的記載。對(duì)臨時(shí)懸掛的接地線，各變電所的管理方法不一，主要有如下4種方式：①借條方式；②工作票登記；③值班日記登記；④其他方式。

1.2 接地線管理的缺陷

某局在2008年的一次送電操作中，由于接地線管理的缺陷，導(dǎo)致線路電壓互感器上遺漏一組接地線，直接造成了帶接地線送電的惡性誤操作事故，損失重大。

該事故的原因在于，變電所內(nèi)接地線管理存在送電前不能實(shí)時(shí)裂解接地線狀況的缺陷。

2 系統(tǒng)的硬件組成和接地線實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)硬件組成

接地線管理系統(tǒng)的硬件組成如圖1示，被檢測(cè)的接地線經(jīng)過紅外感應(yīng)開關(guān)取轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和處理，單片機(jī)和計(jì)算機(jī)通過 RS232串口進(jìn)行通信。紅外感應(yīng)開關(guān)電源由單片輸出 24V電壓提供，輸出 24V電壓主要是為了方式信息在傳輸過程中引起的干擾，增加抗干擾性。單片機(jī)配有1601顯示屏，用以顯示接地線的名稱和編號(hào)，同時(shí)顯示接地線的狀態(tài)。單片機(jī)同時(shí)配有語(yǔ)音報(bào)警模塊，當(dāng)發(fā)生接地線不在位的時(shí)候，它以蜂鳴器的響聲予以報(bào)警，通過蜂鳴器響聲的急促程度來警示接地線不在位的多少，越多接地線不在位，警示聲音越急促。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

2.2 接地線信息異步檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)40組接地線信息的檢測(cè)，系統(tǒng)采用了異步檢測(cè)的方法，如圖2所示。系統(tǒng)將40組接地線安裝放置所在處，按照接地線的具體位置按照了40個(gè)紅外開關(guān)，通過接地線反射回的紅外線，以感應(yīng)接地線是否在位。40個(gè)紅外開關(guān)按照接地線布置的多少，共分為四組，第一組為15個(gè)光電開關(guān)，第二組為10個(gè)光電開關(guān)，第三組為8個(gè)光電開關(guān)，第四組為7個(gè)光電開關(guān)。對(duì)于第三、第四組光電開關(guān)，采用了8選1的采集電路，對(duì)第一、第二組光電開關(guān)，采用了兩個(gè)8選1的采集電路。采用了上述原理后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各光電開關(guān)狀態(tài)的異步采集，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)接地線是否在位狀態(tài)的采集。電路圖如圖5所示。

圖2 光電開關(guān)異步采集實(shí)現(xiàn)電路圖

電路首先由單片機(jī)向4路選擇開關(guān)發(fā)出采樣命令，4路選擇開關(guān)動(dòng)作后，對(duì)第一和第二組光電開關(guān)通過向8選1片選供電，對(duì)第三和第四組光電開關(guān)通過向兩片8選1片選供電從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光電開關(guān)的供電，通過檢測(cè)光電開關(guān)反射后的輸出電壓來異步檢測(cè)接地線是否在位。每?jī)蓚€(gè)光電開關(guān)的異步測(cè)量時(shí)間差為5ms，所有40組光電開關(guān)輪詢所需要時(shí)間為 200ms。這樣就完成了對(duì)某一段時(shí)間內(nèi)接地線狀態(tài)的測(cè)量。經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，本檢測(cè)電路完全滿足接地線狀態(tài)異步測(cè)量的要求。達(dá)到了簡(jiǎn)化系統(tǒng)組成、降低成本的目的。

3 接地線管理系統(tǒng)的軟件組成

本檢測(cè)軟件是用網(wǎng)頁(yè)制作工具Dream Weaver設(shè)計(jì)完成的。Dream Weaver美國(guó)Macromedia公司開發(fā)的一款專業(yè)的 HTML 編輯器，用于對(duì) Web 站點(diǎn)、Web 頁(yè)和 Web 應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、編碼和開發(fā)[3]。

Visual Basic及IIS、Access組件均為美國(guó)微軟開發(fā)的軟件。Visual Basic具有較好的程序設(shè)計(jì)與通信功能，廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際中。Access是Microsoft office組件的一部分，具有良好的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。IIS組件即Microsoft Internet Information Services 的英文縮寫，廣泛用于架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

本系統(tǒng)軟件包括：通信程序；讀取數(shù)據(jù)程序；顯示程序；遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)等4部分。

3.1 通信程序

現(xiàn)場(chǎng)通信程序基于Visual Basic程序開發(fā)。其前面板如圖3所示。可分為3部分，左側(cè)為信息選擇區(qū)；右側(cè)為通信顯示區(qū)；下側(cè)為手動(dòng)設(shè)置區(qū)。信息選擇區(qū)可選擇通信端口、波特率校驗(yàn)位等；通信顯示區(qū)顯示當(dāng)前的通信傳輸信息；手動(dòng)設(shè)置區(qū)可選擇手動(dòng)設(shè)置是否向單片機(jī)串口發(fā)送數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)類型。

圖3 通信程序前面板

圖4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序流程圖

本部分程序流程圖如圖4所示。程序運(yùn)行后，首先填入相關(guān)試驗(yàn)信息，接著選擇串口，打開串口，然后向儀器發(fā)送命令參數(shù)設(shè)置，選擇檢測(cè)接地線的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的可靠性，程序采用連續(xù)傳輸十組數(shù)據(jù)的方式，以判斷讀取的是否穩(wěn)定；大概1s后，讀取完下位機(jī)測(cè)得的數(shù)據(jù)，顯示在通信顯示區(qū)，同時(shí)通過Visual Basic的宏功能，輸出Access文件。圖5給出了輸出后的Access文件格式，該文件包括三列，其中第一列為編號(hào)，第二列為接地線的名稱，第三列為接地線的狀態(tài)，其中 0代表接地線不在位，1代表接地線在位。

圖5 Access數(shù)據(jù)圖

3.2 讀取數(shù)據(jù)程序

現(xiàn)場(chǎng)共有40組接地線，接地線的狀態(tài)需要實(shí)時(shí)采集，借助于 Dream Weaver平臺(tái)下開發(fā)的調(diào)閱Access程序可快速的實(shí)現(xiàn)接地線狀態(tài)的采集。Access數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)均不保存，以減少占用運(yùn)行該程序的電腦的資源。

程序的運(yùn)行過程也和通信程序的運(yùn)行過程類似，首先讀取 Visual Basic宏功能后的原始數(shù)據(jù)文件，接著寫入Access數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇不保存參數(shù)，退出運(yùn)行。

3.3 顯示畫面程序

如圖6所示，數(shù)據(jù)變化后，顯示畫面程序會(huì)有3種變化：接地線狀態(tài)文字變色，接地線狀態(tài)框顯示不在位接地線名稱，語(yǔ)音報(bào)警。接地線狀態(tài)文字變色是指接地線若在位時(shí)，顯示接地線名稱為黑色，不在位時(shí)顯示警示紅色。

圖6 接地線狀態(tài)顯示畫面程序

程序流程圖如圖7所示。

圖7 顯示畫面程序流程圖

程序運(yùn)行后，調(diào)閱顯示主畫面，主畫面選擇調(diào)閱Access數(shù)據(jù)庫(kù)中第三列數(shù)據(jù)以判斷接地線狀態(tài)是否改變。若有改變則在狀態(tài)欄顯示相應(yīng)接地線的狀態(tài)，同時(shí)觸發(fā)語(yǔ)音報(bào)警。

3.4 遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)

本部分程序借助于 IIS組件完成，選擇在服務(wù)器上安裝IIS組件。借助IIS的網(wǎng)站服務(wù)器功能實(shí)現(xiàn)同一局域網(wǎng)內(nèi)電腦，輸入服務(wù)器IP及具體地址后，即可實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器相同的顯示畫面的調(diào)閱。

圖8 IIS服務(wù)器

4 系統(tǒng)使用情況

4.1 正常接地線的使用

利用該接地線管理系統(tǒng)對(duì)某局的500kV變電所接地線進(jìn)行測(cè)試，得到如圖6所示的畫面，從該畫面顯示上可以看出，1號(hào)、12號(hào)、18號(hào)接地線均被取走，并在備注欄內(nèi)注明了接地線的具體使用位置。

4.2 接地線的偷盜

本系統(tǒng)使用后，模擬進(jìn)行了變電所接地線的偷盜行為。

偷盜行為1為取走接地線，同樣得到如圖6所示的畫面，并語(yǔ)音告警。偷盜行為2為剪斷13號(hào)接地線光電開關(guān)電源，得到如圖9所示畫面，并同時(shí)伴有語(yǔ)音告警。

圖9 13號(hào)接地線光電開關(guān)電源被剪斷

5 結(jié)論

本套接地線管理系統(tǒng)，采用采用Dream Weaver軟件平臺(tái)，同時(shí)借助Visual Basic與IIS組件，實(shí)現(xiàn)了“軟件即設(shè)備”的思想，具有良好的人機(jī)界面，操作方便。在系統(tǒng)使用中，分別檢測(cè)了正常使用接地線和偷盜情況下的兩種試驗(yàn)。該系統(tǒng)均能正確反應(yīng)，并告警。

[1]華東電網(wǎng)有限公司.2000－2006年華東電網(wǎng)事故匯編[Z].

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司.國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工器具管理規(guī)定[Z].

[3]Dream Weaver. Dream Weaver8幫助.