夏艷冰

（國網(wǎng)福建水口集團發(fā)電有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

我國傳統(tǒng)的水電站接地線主要為人工管理，整體的工作模式具有很大的局限性，無法實現(xiàn)對接地線運行情況和使用情況的全面掌握，并且在管理過程中很容易出現(xiàn)故障問題，整體的管理工作很容易出現(xiàn)信息錯誤和信息不現(xiàn)實的情況，使得相應的管理人員和技術(shù)人員工作效率和質(zhì)量降低，對于水電站接地線中的各種問題和故障無法實現(xiàn)準確處理，使得水電站的安全和穩(wěn)定出現(xiàn)問題。因此，應用水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)勢在必行。

1 應用水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)的重要性

水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場接地線使用情況進行實時遠程監(jiān)測，顯示裝設位置，運行人員可以使用該系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)有的“五防”系統(tǒng)對接地線調(diào)取、裝設、拆除、存放過程進行環(huán)節(jié)管控，以提高運行人員停復役電氣設備安全性。水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)可以結(jié)合工作票管理制度和現(xiàn)有的“五防”系統(tǒng)，提高工作效率。該系統(tǒng)能夠?qū)⒐ぷ鹘拥鼐€“實時在線”，使安全管理部門實時了解施工進度與安全措施執(zhí)行情況，掌握接地線位置情況，實時監(jiān)督電力接地線掛接合規(guī)性，將大大提高電氣設備停復役工作效率。

2 水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)的具體應用

水電廠接地線主要使用地點在廠用電、廠用變和站用變上，而這些都在獨立封閉房間內(nèi)，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用RFID、ZigBee和移動融合通信技術(shù)，設計新型水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)，分上位機終端、傳輸端和現(xiàn)場末端3層構(gòu)架。

上位機終端利用傳輸端傳來的信息，管理人員和運行人員可以實時監(jiān)控接地線的使用情況和實時位置，建立工作現(xiàn)場與安全管理人員的橋梁，擴展維護系統(tǒng)內(nèi)容。傳輸端，采用利用RFID和ZigBee融合技術(shù)、移動和ZigBee異構(gòu)網(wǎng)絡無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)技術(shù)相結(jié)合設計方案，可在封閉房間的廠用電、廠用變、站用變及接地線存放柜等房間級之間傳輸接地線的使用情況和實時位置?，F(xiàn)場末端是將電子標簽與接地線相結(jié)合，電子標簽的設計包括RFID Tag模塊和zigBee模塊，通過RFID Tag模塊與ZigBee模塊相互配合，能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的區(qū)域定位和房間級定位，上傳接地線的使用情況和實時位置數(shù)據(jù)給系統(tǒng)上位機終端。

水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)應用射頻識別（RFID）技術(shù)，由接地線專用電子標簽、固定式電子標簽讀寫器、計算機網(wǎng)絡、中間件軟件、應用軟件等部分組成。系統(tǒng)通過對接地線加裝專用RFID電子標簽，在電子標簽內(nèi)部存儲接地線的屬性信息（如：型號、編號等），應用電子標簽讀寫器對電子標簽進行讀寫操作來實現(xiàn)對接地線的自動識別和信息處理。同時結(jié)合計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)接地線的出入庫管理、使用日志管理、查詢統(tǒng)計的自動化，實現(xiàn)接地線在存放處和使用過程的安全監(jiān)控。在接地線不影響使用的地方加裝無源RFID電子標簽，RFID電子標簽有該接地線的長度、截面積、電壓等級，使用周期等數(shù)據(jù)。每一個RFID電子標簽有數(shù)字ID對應每組接地線編號，保障了在眾多接地線中的唯一性。使用周期時限到期，終端能提前自動提示要到期的接地線編號，提醒管理人員檢查，方便管理人員統(tǒng)一監(jiān)管所有的接地線使用周期。接地線存放處裝設有源讀卡器，可以實現(xiàn)對存、取接地線進行非接觸式信息采集上傳到智能跟蹤平臺，并對接地線存、取、監(jiān)管一體化智能管理。在使用地點裝設有源讀卡器，當帶有RFID電子標簽接地線進入使用地點時就能定位，實時跟蹤該接地線是否在正確的地點使用，使用的時間、地點會及時上傳智能跟蹤平臺，平臺可以全面展示出使用接地線的全景信息。若接地線型號不適用于使用區(qū)域時或者在錯誤的區(qū)域使用接地線時，裝設的有源讀卡器和智能跟蹤系統(tǒng)可發(fā)出告警信號，保障接地線使用準確性、安全性。

3 系統(tǒng)的技術(shù)支持和總體設計

3.1 技術(shù)支持

利用RFID、ZigBee、移動通信技術(shù)等技術(shù)相融合設計方案，實現(xiàn)了室內(nèi)房間級的定化，滿足水電廠內(nèi)傳輸信號“遠”“近”技術(shù)可擴展、組網(wǎng)靈活、安全可靠的需求，適合在獨立的封閉房間內(nèi)廠用電、廠用變、站用變及接地線存放柜的接地線定位。

3.2 總體設計

3.2.1 接地線實時定位

根據(jù)水電廠接地線存放處和使用處實際分布情況，把RFID、ZigBee、移動通信技術(shù)等技術(shù)融合布置于信號傳輸端，傳輸過程分成兩個部分，一是傳輸端與現(xiàn)地末端采用RFID和ZigBee融合技術(shù)，準確定位和傳輸接地線的使用情況；二是傳輸端至上位機通過移動和ZigBee異構(gòu)網(wǎng)絡無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)技術(shù)，將接地線位置信息遠距離上傳到上位機終端。管理人員和運行人員便能水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)終端上直觀地看到接地線的使用情況和實時位置，實現(xiàn)接地線信息暢通。

3.2.2 智能識別功能

首先在接地線上加裝無源RFID電子標簽，接地線上的無源RFID電子標簽包含著接地線的編號、長度、截面積，使用區(qū)域等信息，接地線存儲柜裝設讀卡器，智能自動記錄存儲柜內(nèi)接地線數(shù)量，取用時間、歸還時間。其次在接地線使用區(qū)域裝設帶報警功能的讀卡器，當接地線進入使用區(qū)域，讀卡器識別接地線所帶的RFID電子標簽，智能辨識接地線的型號是否符合使用區(qū)域或者當所取接地線是否進入錯誤的使用區(qū)域。若不符合，讀卡器報警告知并上傳終端提醒。若符合，讀卡器便記錄使用時間并發(fā)送地點信息上傳終端。

3.2.3 后臺操作

終端設置中控值班室和廠房值班室兩處，互為備用。兩臺終端同時共享信息，在中控值班室分機，可以方便管理人員和運行人員在值班室直觀地得到接地線的全景信息。運行人員可以便捷準確地選取所需接地線，管理人員可通過終端編輯權(quán)限、接地線及其使用區(qū)域信息更新等操作[1]。

4 水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)的功能

4.1 實時定位

利用RFID、ZigBee、移動通信技術(shù)等技術(shù)相融，實現(xiàn)房間級的定位。在總體布置圖上，用戶能準確定位接地線所在位置，了解接地線庫存情況和接地線使用區(qū)域，一覽接地線概況。

4.2 接地線調(diào)取、歸還準確、便捷

使用者調(diào)取接地線時，系統(tǒng)能在適用區(qū)域顯示出可適用的接地線編號，不必人工查閱，調(diào)取準確快捷。歸還時接地線時，系統(tǒng)也能及記錄編號、時間、使用區(qū)域，有效避免人工記錄信息錯誤率高。

4.3 接地線監(jiān)管及時性

及時記錄接地線編號、提取時間和歸還時間，能提前自動提示要使用周期到期的接地線編號，提醒管理人員檢查，具有歷史查詢功能，可以回溯查詢接地線使用情況，方便管理人員對管理區(qū)域所有接地線的監(jiān)管。

4.4 安全性

通過系統(tǒng)，錄入接地線常用的設備區(qū)域，將與使用區(qū)域相匹配的接地線編號相對應。當接地線進入非使用區(qū)域時發(fā)出告警信號，防止誤入進入帶電間隔，當取用接地線的截面積、長度等型號與使用區(qū)域要求不匹配時發(fā)出告警，提醒使用調(diào)取正確型號的接地線。

4.5 后臺管理的擴展性

管理人員可以添加或刪除接地線信息和接地線常用地點，增加或注銷過期使用人的權(quán)限，提高安全監(jiān)管力度[2]。

5 水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展方向

接地線智能跟蹤系統(tǒng)進一步展示出電站使用接地線的全景信息，能更精確地獲取接地線使用時間，立體化全面展現(xiàn)接地線使用地點，管理人員對接地線使用情況一目了然。為運行人員和管理人員提供更全面、完整和精細的接地線使用情況圖。接地線智能跟蹤系統(tǒng)能快速地選出適用的接地線，提高接地線使用效率。使用接地時，只需在系統(tǒng)查看就能快速準確地找到使用地點適用的接地線，提高運行人員工作效率。接地線智能跟蹤系統(tǒng)實時跟蹤監(jiān)控接地線使用過程，有效提高接地線的使用安全性。接地線智能跟蹤系統(tǒng)建立起管理人員、使用者、接地線之間的關(guān)系。管理人員通過該系統(tǒng)可以更全面地了解接地線的使用周期，安排接地線送檢，及時注銷過期使用者權(quán)限，提高接地線使用的可靠性。接地線智能跟蹤系統(tǒng)的應用將來與其他電力智能物聯(lián)網(wǎng)設備接駁，在水電廠全面實現(xiàn)智能化安全管理體系[3]。

6 結(jié)語

為了保證水電站的穩(wěn)定運行，提高管理工作和效率，水電站要加強對信息化技術(shù)的應用，做到與時俱進，制定水電站接地線智能跟蹤系統(tǒng)，保證整體現(xiàn)場工作的安全性和順利開展。