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摘 要：近年来,带电装设接地线和带接地线合闸的误操作事故在发电厂及电力系统时有发生.文章以广西沙坡变电站接电线监测系统为例,通过对接地点的有效实施监视从而减少了带接地线合闸的电力系统事故隐患.
关键词：临时接地线；状态监视；Zigbee；电子纽扣
中图分类号：TM855 文献标识码：A
接地线管理系统:接地线
文章编号：1009-2374（ 2010）33-0087-02
近年来,带电装设接地线和带接地线合闸的误操作事故在发电厂及电力系统时有发生.为了防止带接地刀闸或接地线送电的恶性误操作事故的发生,人们在变电站装设了“五防”系统,通过对一系列逻辑判断和电气连锁及机械锁具闭锁,对防止误操作事故的发生起到了一定的效果.但目前变电站的“五防”主要针对防止带接地刀闸送电这类误操作有效果,对带接地线送电的误操作不能做到有效的误止,主要原因是不能对临时接地线及接地点进行有效地管理和在线监测.目前变电站内接地线从工具室内借出后的使用状态、挂接状态、挂接位置都不能够进行在线监测,值班员只能通过前往现场查看,当站内长时间施工时所挂接的临时接地线容易在值班员交接班时或紧急送电时遗忘,从而带来了安全生产的重大隐患.
因此需要一种微机防误系统的辅助设备,能够为操作者准确提供“地线”、“刀闸”、“开关”等设备状态信息,帮助操作人员正确控制他们的操作行为.
接地线在线监测系统主要针对站内的临时接地线及临时接地点进行电子化管理,并进行实时在线监测,系统能够实现在临时接地线挂接后及拆除后显示其挂接点,挂接状态,是否拆除等.
1. 系统原理及总体结构
在发生带地线、地刀合闸是故障,最根本的原因是在于无线电管理措施准确的判断接地线是否已脱离电气主设备.因此,系统的核心是建立识别接地线是否脱离电力设备的技术手段,并通过射频无线电业务(ZIGBEE) 远程传输到控制室,从而使调度人员及时了解现场接地线的状态.
系统主要实现接地线在位、离位状态监测,编码管理和识别、信号无线接收、警示信号显示以及后台软件管理平台等功能.
线路临时接地线编码管理和识别主要是对临时接地线工具的实时监控,每组临时接地线组别编号唯一,在领用、挂接、卸载和归还等环节采用的唯一编码识别接地线工具；检修对象的地理位置和对象状态数据由后台管理系统进行管理,定位工作对象；接地线的挂接和卸载状态等数据通过ZIGBEERS485 网络/ 实时传送到后台管理系统；检修任务结束后,系统自动判别本次任务接地线的卸载状态,给出画面、文字及声音等警示信号.此外,后台管理软件还提供了任务的详细情况记录,保存和系列查询功能.
2. 系统结构
线路检修和接地线状态监视预警系统主要由后台接地线管理机、接地线工具柜监测装置、无线接地线在线监测装置三部分组成.其中无线接地在线检测装置分为两部分：电子钮扣(iButton)、电子钮扣识读及无线通信模块.
通过服务器对现场端实施监控,使工作人员在现场进行巡检、维修的情况如实且及时地在服务端显示出来,对异常状况给予报警.
2.1 无线接地线在线监测装置
无线接地线在线监测装置分为两部分：电子钮扣(iButton)、电子钮扣识读及无线通信装置.
电子钮扣是一个封装在16mm 厚的不锈钢外壳内的计算机芯片.由于其采用独特的坚固外壳,可以将最新信息随人或目标物体携带到任何地方.实际上由于钢制的iButton外壳足够坚固,可承受室内或室外的各种苛刻环境,将它固定安装在接地桩上,其内部有世界唯一编码,从而标识了接地桩地点和身份.
电子钮扣平时是无源的,识读器接触它时由识读器为其加电,它与识读器只要两个接接触点即可.
电子钮扣识读器及无线通信装置随接地线同时使用.地线挂好后将识读器扣在iButton 上,通过无线方式将接地位置上传到无线网关,进而上传到后台机,后台机通过iButton的地址识别地线挂在哪个接地桩上.
2.2 接地线工具柜监测装置
接地线室内管理部分采用在底线柜上加装接近传感器对柜内接地线进行监测.
传感器采用DC8V-12V 电源,并通过高速光耦隔离,探测距离在20 ～ 300mm 之间,可同时探测32 组接线,传感器与后台管理软件采用RS-485 方式进行通讯,实时将地线的状态变化发送到后台管理软件,柜内接地线通过管理软件统一编号( 唯一) 来标识.
2.3 后台接地线管理机
系统服务器端主要实现系统后台管理和通信,主要包括如下功能,系统自身维护功能：人机界面、通信管理、配置与查询、权限管理、数据库管理,以及如下系统核心应用功能：
(1) 接地线进出库操作记录.此项功能负责记录进/ 出安全工具室的接地线名称、编号、时间信息.
(2) 接地线挂接状态显示地线到达现场后现场阅读装置通过阅读电子标签来确定地线的编号及目前状态( 由未挂接到挂接,或由挂接到拆除),并将数据通过ZIGBEE 无线网络发送到后台软件.
(3) 接地线挂接位置显示.后台软件根据收到的信息内容自动判断是哪个接地桩发送上来的数据,并将数据进行对比后再软件界面上显示哪个接地桩挂有哪组地线.
(4) 操作记录.接地线进出库记录、挂接记录、拆除记录,以及系统本身的事件记录.
(5) 告警功能.系统可区分多级报警,可根据不同监控对象报警事件而划分不同的报警方式出现事件时,系统即刻弹出相应的报警窗口,并执行定义好的报警方式进行报警告知.系统将报警事件日志作为非常重要的历史数据储存在硬盘中,用于查询、统计分析、打印.用户不能对报警信息其进行修改.日志均可以导出成excel 文档.系统允许对不同的设备、同一设备的不同的测点( 模拟量、数字量) 灵活自定义报警和恢复事件的屏蔽方式.
后台管理系统与变电站综合管理系统进行通信后,可以对相关设备进行闭锁或警示.
3. 系统应用
被系统通过对临时接地线组别好的唯一编号,利用电子按钮唯一识别技术队对接地点状态传递给管理人员,实现对线路检修和接地线状态的实时监控,该系统不论对于现场维修人员还是监控室的管理人员,实施都很简单,方便,能有效的监测房屋系统存在的漏洞,及时了解接地线的工作状态,从而避免带地线合闸事故的发生,提高电网的安全性.
本系统已经在广西沙坡变电站投入运行,对检修时的接地线状态检测起到了很好的作用.该系统在现场房屋系统基础上进一步提高了现场检修和维护工作的安全性.
4. 结论
本文从避免变电站设备带地线合刀闸恶性误操作事故的发生出发,介绍了所研制变电站检修和接地线状态监视预警系统.该系统通过对临时接地线状态的在线.远程监视.,向管理人员提供接地线未拆除的预警信号,避免误下合闸命令.弥补了现有“五防”系统不能解决临时接地线安全拆卸的问题,该系统成本低,可靠性高,可提高检修人员工作的安全性,是接地线的管理更加规范化.
参考文献
[1] 徐建源,窦文君,王爱弘．接地线在线监测系统涉及[J]．电力自动化设备,2008,28（7）．
[2] 韩蓓,盛戈皞,江秀臣,曾奕,邢毅．基于Zigbee 无线传感网络的导线接头在线测温系统[J]．电力系统自动化,2008,32（16）．
作者简介：黄锐（1967-）男,广西钦州人,广西电网公司钦州供电局变电管理所高级工程师,研究方向：变电站运行管理及电力系统自动化.
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接地线管理系统引用文献:
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