張峰+王赫+楊光

摘 要：目前變電站接地線管理大多采用模擬圖版、微機五防、后臺監(jiān)控等掛牌方式實現(xiàn)，缺乏對現(xiàn)場接地線的實際管控，對其具體位置不能進行判定和控制，不能進行模擬及管控，容易導(dǎo)致非運維人員誤拿誤掛、運維人員漏拆漏放。針對這些問題，文章提出了一種基于現(xiàn)階段變電站智輔平臺（智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控一體化平臺），并通過物聯(lián)網(wǎng)、計算機、嵌入式數(shù)據(jù)采集等手段對變電站接地線的注冊、狀態(tài)、授權(quán)、位置、歸還等全過程進行實時監(jiān)控管理子系統(tǒng)，有效避免了接地線的誤接、誤拆、漏接、漏拆等違章行為。

關(guān)鍵詞：變電站接地線；智輔平臺；物聯(lián)網(wǎng)；全過程；實時監(jiān)控

中圖分類號：TM63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0114-02

1 相關(guān)背景

變電站接地線是電氣線路或設(shè)備停電檢修工作必需的一種安全用具，是保證人身安全的生命線。然而接地線的使用在保護工作人員的同時，也帶來新的安全隱患，一旦發(fā)生事故，后果嚴(yán)重。因此，確保拆、裝接地線的正確性是變電站安全防誤系統(tǒng)中的一項重要工作。

目前，大多數(shù)電力企業(yè)除了在制度上對接地線的使用作一些基本要求外，對接地線的具體使用和管理還存在諸多問題，傳統(tǒng)的人工模擬掛牌方式容易導(dǎo)致接地線誤接、誤拆、漏接、漏拆等電力事故發(fā)生，造成人身傷亡或者電氣設(shè)備損壞。這使得本應(yīng)起到保護作用的接地線反而成了重大誤操作隱患。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 當(dāng)前的措施及問題

在日常頻繁的倒閘操作中，開關(guān)和閘刀及接地閘刀的操作變位能做到與變電站后臺機和scada系統(tǒng)的變電站一次主接線圖的實時遙信同步，但接地線卻不能遙信顯示，接地線的裝設(shè)只能驗電來保證其裝設(shè)的正確性，同時接地線只能通過接地線去向牌和接地線外借登記薄等制度進行管理，制度需要人員去執(zhí)行，而人員的疏忽大意則會造成事故的發(fā)生。

目前變電站接地線的管理大多采用模擬圖版、微機五防、后臺監(jiān)控等掛牌方式實現(xiàn)，接地線管理實際上都是以“手工”的方式核對并記錄進行管理?，F(xiàn)場掛接的接地線雖然其接地端采用微機防誤掛鎖，卻不能實時反映在監(jiān)控后臺上，只能人為做標(biāo)記。每次使用接地線后在安全工器具室接地線去向牌上記錄，包括借出或歸還等。由于人為的疏忽不可避免的出現(xiàn)記錄不完整或者不及時等。

2.2 目前的研究方向

為了決變電站接地線監(jiān)控裝置不能對工作現(xiàn)場接地線的實時監(jiān)控和防止變電運行人員誤操作進行監(jiān)控的問題，可采用具有防接地線誤操作閉鎖的變電站實時監(jiān)控裝置，實現(xiàn)由接地線監(jiān)控裝置對工作現(xiàn)場接地線的實時監(jiān)控和防止變電運行人員誤操作進行邏輯閉鎖的功能。

安全工器具室和集控站或操作站里的接地線分別使用RFID技術(shù)進行唯一編號并設(shè)置讀卡器，然后通過讀卡器將接地線使用情況記錄于與其相連接的電腦，按照相關(guān)安全技術(shù)措施通過不斷完善電腦軟件來提高接地線管理。另一方面在接地線的接地端引入變電站監(jiān)控后臺遙信庫和遙信轉(zhuǎn)發(fā)表增加接地樁的遙信點，同時五防主機與變電站后臺機進行實時通訊。而每個接地點只需要一個開關(guān)量即可。而對于接地點開關(guān)量的采樣方法有兩種：

①布線：模仿接地閘刀，通過適度改造接入監(jiān)控后臺。但對于現(xiàn)有變電站同時又存在一些問題。首先如何在原有條件下實現(xiàn)布線是一大問題，其次接地點一般裸露于室外，在自然環(huán)境下風(fēng)吹日曬，這樣具有開關(guān)功能的接地樁需要特殊設(shè)計才有可能有較長的壽命。對于新建的變電站，由于某種原因，在無法設(shè)置接地閘刀的地點設(shè)置這樣的接地樁是可以加以考慮的。

②無線網(wǎng)絡(luò)：在每個接地端裝設(shè)無線發(fā)射裝置來確定接地線是否裝設(shè)以及接地線編號，然后在每個變電站裝設(shè)一個接收機來接收接地端信號將接地情況及接地線編號反應(yīng)到后臺。存在的主要問題是無線發(fā)射裝置所需的電源如何供應(yīng)，以及其在自然環(huán)境下的壽命能否得到保證。

具有防接地線誤操作閉鎖的變電站實時監(jiān)控裝置示意圖如圖1所示。

3 基于智輔平臺的全過程完善辦法研究

上述“具有防接地線誤操作閉鎖的變電站實時監(jiān)控裝置系統(tǒng)”相對于常規(guī)接地線管控辦法有了很大進步，但缺少通過智能門禁、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機管理軟件、嵌入式數(shù)據(jù)采集等手段對變電站接地線注冊登記、在位狀態(tài)、授權(quán)、使用位置、歸還等全過程進行實施監(jiān)控和管理的功能。

而本文提出并正在申請專利的“基于智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺的變電站接地線實時監(jiān)控管理子系統(tǒng)”卻可實現(xiàn)全過程、實時、閉環(huán)管控，比較完美地解決了變電站接地線標(biāo)準(zhǔn)化管理問題。

3.1 原理簡述

基于智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺的變電站接地線實時監(jiān)控管理子系統(tǒng)通過內(nèi)網(wǎng)與現(xiàn)場接地線管理控制器、安全工具柜、柜門鎖、智能門禁控制器、智能卡讀卡器、物聯(lián)網(wǎng)RFID檢測裝置、RFID電子標(biāo)簽、接地線定置檢測裝置等實時通信，下傳授權(quán)信息和控制指令，上傳接地線在位狀態(tài)、刷卡信息、告警信息，通過短信將一些重要信息發(fā)送至相關(guān)人員的手機等。

系統(tǒng)授權(quán)變電站內(nèi)檢修運行人員取用接地線，現(xiàn)場人員刷卡打開安全工具柜門，取用被允許的接地線；如果取用了未被允許的接地線，本地、遠(yuǎn)程均產(chǎn)生報警信號提示，遠(yuǎn)程系統(tǒng)軟件圖形界面實時更新取用后柜內(nèi)各組接地線在位信息；現(xiàn)場人員將接地線掛接在相應(yīng)的接地點上，遠(yuǎn)程系統(tǒng)軟件圖形界面實時更新各接地點掛接接地線在位信息；接地線使用完畢后，現(xiàn)場人員拆除接地線（圖形界面更新信息），刷卡打開安全工具柜，將接地線放置在原有位置上（圖形界面更新信息），如果接地線未放置到原來的位置，會觸發(fā)本地、遠(yuǎn)程產(chǎn)生報警信號提示。由此完成了整個接地線授權(quán)、領(lǐng)取、掛接、拆除、歸還全過程，系統(tǒng)對整個過程全程實時監(jiān)控，有異常情況實時本地、遠(yuǎn)程報警提示。

3.2 理論依據(jù)

江蘇省電力公司南京供電公司現(xiàn)已建成“變電站智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺”，由國電南瑞科技股份有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)推廣，為實現(xiàn)基于該平臺的接地線實時監(jiān)控管理提供了數(shù)據(jù)和平臺支撐。

目前已有100余座變電站具備了完善的視頻監(jiān)控、門禁、電子圍欄、室內(nèi)入侵、消防、輔助燈光等站端智輔子系統(tǒng)并已接入智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺，正常運行，網(wǎng)絡(luò)條件也已具備，視頻信號上傳也有方天平臺、國網(wǎng)平臺的成功案例，將接地線實時監(jiān)控管理子系統(tǒng)加入其中，對智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺的功能將是一個重要的補充。補充后的變電站智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺示意圖如圖2所示。

智能門禁已在眾多變電站中應(yīng)用，目前主要是對變電站大門、主控樓門進行管控。本項目增加了安全工具柜門禁，是對現(xiàn)有變電站智能門禁子系統(tǒng)的擴充，從技術(shù)、成本方面都具備實施條件。

3.3 實現(xiàn)技術(shù)關(guān)鍵和難點

①研究安全工具柜門禁系統(tǒng)。變電站門禁系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，安全工具柜門禁系統(tǒng)主要是要根據(jù)安全工器具柜門選擇確定合適的鎖具，安裝智能門禁讀卡器。

②安全工具柜。在現(xiàn)有的安全工具柜內(nèi)合理布置接地線擺放位置，安裝物聯(lián)網(wǎng)RFID檢測裝置、RFID電子標(biāo)簽、接地線定置檢測裝置，柜外本地報警信息如何提示。

③研究接地線感應(yīng)檢測技術(shù)。實現(xiàn)接地線定置擺放，錯誤擺放導(dǎo)致本地現(xiàn)場和遠(yuǎn)程告警。通過RF檢測技術(shù)實時檢測所有接地線是否在柜內(nèi)，不在柜內(nèi)的接地線是否安裝在接地點，安裝在哪個接地點。采集裝置可以區(qū)分接地線是否在其預(yù)設(shè)位置，項目選用的RFID讀寫器及電子標(biāo)簽卡如圖3所示。

④實現(xiàn)接地線位置實時監(jiān)測。研制現(xiàn)場接地線管理控制器，可以采集柜內(nèi)的接地線在位狀態(tài)并上傳平臺服務(wù)器，也可以產(chǎn)生現(xiàn)場告警信息提示現(xiàn)場人員，還要考慮采集裝置的可擴展性。

⑤基于智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺的圖形化接地線管理界面的實現(xiàn)。

4 結(jié) 語

目前，南京電力公司已建成了變電站智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺，包含視頻監(jiān)控、防盜報警、智能門禁、智能燈光控制、環(huán)境監(jiān)測控制和火災(zāi)報警六大子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)信息通過站端采集控制單元（RCU）進行集中管理，實現(xiàn)預(yù)設(shè)的聯(lián)動控制，同時RCU將信息上傳至智能輔助監(jiān)控平臺。

而本文正是利用這個發(fā)展成熟、正在大面積應(yīng)用的智能安防輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控一體化平臺，在其基礎(chǔ)上增加了一個“接地線實時監(jiān)控管理子系統(tǒng)”，并通過智能門禁、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機管理軟件、嵌入式數(shù)據(jù)采集等手段對變電站接地線注冊、狀態(tài)、授權(quán)、位置、歸還等全過程進行實時監(jiān)控和管理，保證了各組接地線的閉環(huán)控制，避免了接地線誤接、誤拆、漏接、漏拆等違章行為，杜絕因接地線管理不到位而發(fā)生電力事故，在電力系統(tǒng)內(nèi)部具有較強的推廣應(yīng)用價值。

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