輸配電線路故障可視化定位及搶修支持系統(tǒng)

摘 要：本文介紹了一種輸配電線路故障可視全景化定位及搶修支持系統(tǒng)。由故障檢測終端、GSM終端裝置、可視化全景線路故障定位及搶修軟件子站和主站三部分組成。檢測終端分布掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上需要監(jiān)測的位置（如各分支處、各事故多發(fā)事段、電纜接頭上等），可以實(shí)時(shí)監(jiān)測線路運(yùn)行情況，在線路出現(xiàn)短路故障、接地故障、過載、停電等情況下，將采集的特征數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測中心，監(jiān)測中心在顯示屏上直觀地顯示出故障發(fā)生地點(diǎn)，進(jìn)行聲光報(bào)警并以手機(jī)短信的方式通知相關(guān)人員。

關(guān)鍵詞：故障定位 可視化 搶修支持系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0111-01

供電企業(yè)一般多為城網(wǎng)結(jié)構(gòu)，農(nóng)網(wǎng)線路復(fù)雜，而且配網(wǎng)線路的特點(diǎn)是距離較長，分支又多，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)線路故障不僅浪費(fèi)大量的人力、物力，還會(huì)影響城市建設(shè)、居民用戶、企事業(yè)單位、學(xué)校等的生產(chǎn)、生活用電，而工作人員查找和排除故障需要花費(fèi)較多時(shí)間。特別是在發(fā)生停電故障后，人工查找故障點(diǎn)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于故障處理時(shí)間。如果工作人員能夠減少故障地點(diǎn)查找所耗費(fèi)的時(shí)間，盡快趕到故障位置，排除故障恢復(fù)供電，就可以為企業(yè)挽回大量的經(jīng)濟(jì)損失。

輸配電線路故障可視全景化定位及搶修支持系統(tǒng)的產(chǎn)生和應(yīng)用就是為了解決這一問題。系統(tǒng)可安裝在輸配電線路上，用于在線檢測線路運(yùn)行、故障情況及線路參數(shù)，是一套具有遠(yuǎn)程傳輸能力的可分布監(jiān)控、集中管理、即時(shí)通知型的智能化電力線路管理系統(tǒng)。檢測終端分布掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上需要監(jiān)測的位置（如各分支處、各事故多發(fā)事段、電纜接頭上等），可以實(shí)時(shí)監(jiān)測線路運(yùn)行情況，在線路出現(xiàn)短路故障、接地故障、過載、停電等情況下，將采集的特征數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測中心，監(jiān)測中心在顯示屏上直觀地顯示出故障發(fā)生地點(diǎn)，進(jìn)行聲光報(bào)警并以手機(jī)短信的方式通知相關(guān)人員。工作人員可以足不出戶，全面掌握線路運(yùn)行情況。

1 系統(tǒng)工作流程

當(dāng)電力線路發(fā)生故障時(shí)，故障檢測終端檢測到線路故障后，線路故障指示器先通過無線射頻方式和故障信息采集器通信，然后再由故障信息采集器和外界通信；在GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)終端通過無線傳輸模塊，直接將信息遠(yuǎn)傳至室內(nèi)主站通信交換機(jī)；在GSM網(wǎng)絡(luò)沒有覆蓋的地方，先通過射頻傳給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)終端后再通過GSM網(wǎng)絡(luò)將信息遠(yuǎn)傳至室內(nèi)主站的通信交換機(jī)，交換機(jī)將信息通過串口發(fā)到計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)軟件上的電力線路模擬圖對應(yīng)的故障檢測終端圖標(biāo)變色顯示；計(jì)算機(jī)發(fā)出聲音報(bào)警；可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)手機(jī)號(hào)碼，相應(yīng)的故障信息發(fā)到管理員手機(jī)上。

2 系統(tǒng)組成及技術(shù)特點(diǎn)

輸配電線路故障可視全景化定位及搶修支持系統(tǒng)由故障檢測終端、GSM終端、可視化全景線路故障定位及搶修軟件子站和主站三部分組成。

（1）故障檢測終端由線路故障指示器（含無線傳輸模塊）和故障信息采集器組成。線路故障指示器掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上需要監(jiān)測的位置（如：各分支處，各事故多發(fā)事段等），內(nèi)部檢測模塊采用零序電流與異頻信息相結(jié)合方式檢測、判斷接地故障，大大提高判斷的準(zhǔn)確性，當(dāng)線路運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異常變化（短路、接地、斷電）時(shí)，系統(tǒng)的線路故障檢測器能即時(shí)響應(yīng)故障信號(hào)，變化的各種信號(hào)以編碼的方式采用無線裝置進(jìn)行發(fā)射。

故障信息采集器主要由太陽能電池模板、無線接收模板、工業(yè)手機(jī)模板、CPU模板構(gòu)成，安裝于電桿上，一個(gè)采集器可以接收其附近三個(gè)線路故障檢測器（分別安裝于A、B、C三相）發(fā)出的故障信息，并將故障信息通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心。

（2）GSM終端安裝在監(jiān)測機(jī)房，通過RS232接口與服務(wù)器相連，接收信息中轉(zhuǎn)設(shè)備發(fā)送的短信息，并把相關(guān)警報(bào)信息以短信方式發(fā)送給管理員。

（3）可視化全景線路故障定位及搶修軟件子站和主站。

①數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)管理：獲取本系統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)傳送來的故障信息；集成網(wǎng)內(nèi)所有故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，納入數(shù)據(jù)倉庫的統(tǒng)一的管理；通過數(shù)據(jù)接口獲取其他相關(guān)數(shù)據(jù)，如：電網(wǎng)負(fù)荷、設(shè)備其他運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等；對各類離散的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的清洗、轉(zhuǎn)換、加載，使之成為后續(xù)分析的有效數(shù)據(jù)。

②設(shè)備信息可視化展現(xiàn)：對被監(jiān)測點(diǎn)在電網(wǎng)中的安裝位置提供可視化展現(xiàn)，接收GSM終端傳輸?shù)亩绦畔⒑?，解析短信息?nèi)容，恢復(fù)指示器的地理位置，并在顯示器的配電網(wǎng)地理信息地圖上做出相應(yīng)的線路故障顯示，并且通過GSM終端給管理員發(fā)送報(bào)警短信息。

③系統(tǒng)配置：系統(tǒng)配置功能的作用在于實(shí)現(xiàn)：檢測器安裝位置與軟件系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)配置、檢測器故障編碼與系統(tǒng)故障描述的配置、手機(jī)短信告警內(nèi)容與管理員信息的配置、事件刪除操作中的數(shù)據(jù)清理、通知消息顯示與否的控制。

④搶修軟件子站和主站數(shù)據(jù)分析及輔助決策：數(shù)據(jù)分析功能，是一個(gè)用來對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的工具。該功能為操作人員瀏覽和處理數(shù)據(jù)提供了一整套便利、簡潔、直觀的手段。進(jìn)入該功能界面后，所有數(shù)據(jù)以時(shí)間為序自先向后排列。操作人員可以通過輸人告警時(shí)間的方法直接訪問對應(yīng)時(shí)刻的數(shù)據(jù)。在線路故障檢測、定位與供電所線路搶修管理無縫對接，可以滿足線路維護(hù)過程中的搶修、派工、生技科審批、搶修工作回執(zhí)、安監(jiān)科審核等一系列規(guī)范化流程管理。

3 結(jié)語

電力系統(tǒng)的發(fā)展將向高電壓、大容量、智能化、信息化、自動(dòng)化、可視化的方向發(fā)展，設(shè)備的輸送能力的不斷增加，輸電線路的故障監(jiān)測困擾電網(wǎng)運(yùn)行的問題將會(huì)突顯，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)、傳感器等技術(shù)構(gòu)建的10 kV架空線路故障定位及搶修支持系統(tǒng)，其技術(shù)特點(diǎn)具有可靠、免維護(hù)、安裝施工簡便、性價(jià)比高等優(yōu)勢，將會(huì)越來越多的應(yīng)用于輸配電線路故障定位及搶修活動(dòng)，并形成主流技術(shù)，其市場和應(yīng)用前景廣泛。

四川省電力公司輸配電線路復(fù)雜且線路長，因此對輸配電線路故障的監(jiān)測和檢修設(shè)備的需求量是比較大的。本系統(tǒng)除了可以很好解決線路故障的監(jiān)測和檢修支持外，同時(shí)可以將監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)接口共享給自動(dòng)化、生產(chǎn)管理等其他相關(guān)系統(tǒng)，對設(shè)備及整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的積極意義?？上仍诨A(chǔ)條件比較好的區(qū)域進(jìn)行應(yīng)用試點(diǎn)，然后在全省公司范圍內(nèi)推廣。