500kV線路檢修工作地線管控系統研究

摘 要：社會的發展對電網的運行的可靠性、穩定性的要求也愈高。電網智能化已為必然趨勢。經統計，電網帶地線送電的惡性事故時有發生，為避免此類事故，對檢修移動作業的管理也就成為重中之重的任務。加強檢修工作臨時接地線的智能管理，防止誤掛、漏拆接地線是電網安全運行的基本保障。

關鍵詞：智能地線柜；地線防誤掛；漏拆；GPS定位；GSM通訊1 項目的研制背景

輸配電線路檢修時為了保障檢修工作人員的安全需要在檢修工作的兩端封掛接地線，檢修人員完工后采用電話向調度匯報，當有誤報或誤聽時也將會發生帶電線送電的事故。隨著電網單位面積密度增大，檢修人員所轄線路數量的增加，也就增加了線路檢修接地線的誤掛、漏拆的發生的概率，導致線路帶地線送電的事故的發生。

讓相關人員對檢修現場地線使用情況實時了解成為亟需解決的問題。針對上述問題，結合實際，研制“500kV線路檢修工作地線管控系統”項目，本項目適用于輸電線路檢修接地線的智能管理、定位跟蹤、監控接地線的狀態；對檢修地線的使用情況，及時傳輸到相關人員的手機和計算機上。從而達到對檢修臨時地線的使用情況及時掌握，有效的杜絕接電線丟失、漏拆、誤報竣工的事故的發生，使輸電線路的接地線使用達到有效的閉環管理。

2 系統組成

本系統由四大部分組成：智能地線柜，地線使用信息發訊裝置，地線使用信息顯示裝置，管理人員手機。

2.1 智能地線柜的功能

智能地線柜控制系統采用單片機與計算機遠程通信技術，通信采用TC35i工業GSM模塊。通過裝在柜內的讀卡器讀取鑲嵌在每根地線上的EMID卡來識別地線是否在位。當地線狀態有變化時通過GSM模塊把相關信息發送到遠方顯示主機。

2.2 地線使用信息顯示裝置

本裝置主要由控制電腦、GSM信息接收器組成。

功能一：屏幕上顯示電網接線圖，當某線路為檢修狀態時，呈閃爍狀態，同時顯示出使用地線的數量、位置。工作報完工后此線路才恢復到正常狀態。

功能二：接收地線柜發送的地線狀態信息，并在圖形界面上顯示。

2.3 地線使用信息發訊裝置

本裝置由地線信息采集、GPS定位、信息存儲、信息顯示、信息輸入、信息發訊等單元組成。到達檢修現場，裝置自動檢測出所要檢修的線路名稱及塔基信息并與派發的任務相比對，若信息不符，發出報警提示；若相符則允許開工。開工后發訊裝置會向控制主機發送地線使用信息，主機將此條檢修線路在顯示屏以閃爍形式顯示。

2.4 管理人員接收手機

管理人員接收的信息采用GSM短信模式，采用的PDU（protocol description unit）編碼方式收發。

3 系統組成各裝置的硬件實現

為了使系統裝置運行穩定可靠、在有先進的設計理念的前提下，選取運行穩定、環境適應性強的器件來生產。

3.1 智能地線存放柜

本裝置單片機的主要功能是：（1）通過串行口接收讀卡器送來的串口EMID卡號；（2）控制雙色地線指示燈；（3）控制TC35i模塊通訊；（4）控制液晶顯示屏進行信息顯示；（5）采用CD4067模擬開關來選擇與之通訊的外設終端。

綜上所述，單片機必須有三個定時器才能滿足基本要求（即：波特率發生器、延時，指示燈閃爍定時），所以選取工業級別的STC89C系列單片機，其具有三個定時器，且適用溫度范圍廣。

3.2 地線使用信息采集與控制發訊裝置

本裝置的主要功能：（1）通過MAX232電平轉換后與主機串口通訊，接收系統主機派發的工作任務；（2）控制GPS模塊采集地理位置；（3）控制通訊模塊TC35i來進行信息的發送；（4）控制液晶顯示屏進行信息顯示；（5）地線的使用信息采集；（6）報警功能。當發生地線誤掛、漏拆時，用揚聲器進行報警；（7）用模擬開關4066芯片來選擇單片機與外設之間的通訊。

3.3 地線使用信息顯示裝置

本裝置主要由工控機及GSM模塊構成，本裝置主要功能是：（1）顯示地線柜中地線的狀態；（2）顯示檢修的線路所使用地線的詳細信息，包括地線數量、地線編號、使用位置，并將檢修線路呈閃爍狀態顯示；（3）向地線使用信息采集與控制發訊裝置派發工作任務，包括要檢修的線路名稱、地線所用位置。

4 系統組成各裝置的軟件實現

4.1 智能地線存放柜

結合本裝置的整體功能及硬件的設計，采用如下流程來設計程序。上電運行，完成串口、定時器等初始化，主控單片機設置模擬開關4067的通道循環讀取各地線放置位置的讀卡器，有卡且正確位置亮綠燈；無卡亮紅燈；若有卡但位置不對，啟動定時器，使綠燈閃爍。當一個循環結束后，把此次讀入的地線位置狀態與上一次的做比較，若相符，進行一下個循環讀取，若不相符，控制4067選擇主芯片與GSM模塊的通訊通道，把最新的地線位置信息發送給遠程的地線位置監測顯示主機，并保存最新數據，完成后進入下一個工作流程。

4.2 地線使用信息采集與控制發訊裝置程序流程

裝置上電運行，完成初始化，通過模擬開關4066進行通訊通道選擇與地線管控裝置主機進行連接，接收主機派發的工作任務（包括檢修線路名稱，地線使用位置），主控芯片接收任務完成后啟動GPS模塊讀取地理位置信息，并把讀取的位置信息與裝置主機下發的位置信息做對比，若位置一致（允許10米誤差），允許開工，允許開工后裝置自動識別地線使用信息，當有地線使用后向遠程主機顯示主機及管理人員手機發送地線已使用信息（包括地線編號、數量），當檢修工作完成后，裝置識別到所用地線全部收回，自動報完工，完工信息發送到遠程顯示主機及相關管理人員手機，到此一個工作流程結束。開工信息發送格式：“XX線XX號塔基已使用X，X……號地線X組”。完工信息發送格式：“XX線XX號塔基上X，X……號地線共X組已拆除，人員已下塔，塔上無遺留物”。

4.3 地線使用信息顯示裝置

采用VB+MAPX控件編程，通過導入輸電線路塔基位置到數據庫，自動生成接線圖，每條線路生成一個圖層。通過設置地圖控件的ZoomMax及ZoomMin屬性來控制地圖的顯示范圍，通過PC機的串口與GSM模塊連接，接收智能地線柜及地線使用發訊裝置發來的地線信息，并在界面上顯示出來，若有線路使用地線處于檢修狀態時，通過Timer控件設定其可見屬性，即可實現該線路呈閃爍狀態。

以上各裝置之間均采用握手通訊方式來保證通訊的可靠性。

參考文獻

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