面向調(diào)度應(yīng)用的輸電線路故障定位優(yōu)化方案研究

劉雷 常玉婷

摘要：近年來(lái)，輸電線路故障定位與智能巡檢問(wèn)題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對(duì)相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了輸電線路故障原因，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從系統(tǒng)工作原理以及開發(fā)平臺(tái)的選擇等多個(gè)角度與方面，就輸電線路故障定位與智能巡檢展開了研究，應(yīng)用GPS和GIS兩種技術(shù)的結(jié)合，使調(diào)度員可以更加直觀和全局地判斷故障位置，闡述了個(gè)人對(duì)此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識(shí)，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：輸電線路;故障定位;智能;巡檢

1前言

作為一項(xiàng)實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，輸電線路故障定位與智能巡檢的特殊性不言而喻。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)輸電線路故障定位的分析與掌控力度，從而通過(guò)合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項(xiàng)工作的最終整體效果。

2概述

GIS的功能十分強(qiáng)大，在空間上它有自己獨(dú)具特色的分析力，在定位上它可以做到快速準(zhǔn)確并且具有不凡的查詢優(yōu)勢(shì)，在創(chuàng)作上它可擁有細(xì)化圖形的技術(shù)。而且，隨著時(shí)代的發(fā)展，研究人員還給他加入了可視化手段，并且為其提供了空間上的支持。所以，將其應(yīng)用到電力巡檢系統(tǒng)中，將會(huì)全面提升該系統(tǒng)的性能。本文所研究的智能輸電線尋檢系統(tǒng)，它是地理信息系統(tǒng)（GIS）、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（PAD）、掌上電腦設(shè)備（PAD）和最新的計(jì)算機(jī)研究成的大集合。另一方面，這個(gè)系統(tǒng)以“移動(dòng)信息平臺(tái)”為新的工作方式，突破傳統(tǒng)巡檢方式的束縛，以最新的思路和模式，確保電力線路穩(wěn)定有效的運(yùn)行下去。

3輸電線路故障原因分析

3.1短路故障的原因

產(chǎn)生短路故障的基本原因是不同電位的導(dǎo)體之間的絕緣擊穿或者相互短接而形成的。三相線路短路一般有如下原因造成：線路帶地線合閘;倒桿造成三相接地短路;受外力破壞;線路運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，絕緣性能下降等。兩相短路故障的原因是：線弧垂大，遇到刮大風(fēng)導(dǎo)線擺動(dòng)，兩根線相碰或絞線形成短路;外力作用，如雜物搭在兩根線上造成短路;受雷擊形成短路，絕緣擊穿，電路中不同電位的導(dǎo)體間是相互絕緣的。

3.2斷路故障的原因

斷路是最常見的故障。斷路故障最基本的表現(xiàn)形式是回路不通。在某些情況下，斷路還會(huì)引起過(guò)電壓，斷路點(diǎn)產(chǎn)生的電弧還可能導(dǎo)致電氣火災(zāi)和爆炸事故。斷路點(diǎn)電弧故障：電路斷線，尤其是那些似斷非斷點(diǎn)，在斷開瞬間往往會(huì)產(chǎn)生電弧，或者在斷路點(diǎn)產(chǎn)生高溫，電力線路中的電弧和高溫可能會(huì)釀成火災(zāi)。三相電路中的斷路故障：三相電路中，如果發(fā)生一相斷路故障，一則可能使電動(dòng)機(jī)因缺相運(yùn)行而被燒毀;二則使三相電路不對(duì)稱，各相電壓發(fā)生變化，使其中的相電壓升高，造成事故。三相電路中，如果零線（中性線）斷路，則單相負(fù)荷影響更大。線路斷路一般有如下原因：配電低壓側(cè)一相保險(xiǎn)絲熔斷;架空輸電線路的一相導(dǎo)線因故斷開;導(dǎo)線接頭接觸不良或燒斷;外力作用造成一相斷線等。

3.3線路接地故障原因

線路接地一般有如下原因：線路附近的樹枝等碰及導(dǎo)線;導(dǎo)線接頭處氧化腐蝕脫落，導(dǎo)線斷開落地;外因破壞造成導(dǎo)線斷開落地。如在線路附近伐樹倒在線路上，線跨越道路時(shí)汽車碰斷等;電氣元件絕緣能力下降，對(duì)附近物體放電。

4系統(tǒng)工作原理

輸電線路中的巡檢系統(tǒng)，主要是應(yīng)用GPS和GIS兩種技術(shù)的結(jié)合來(lái)完成的，然后再利用掌上電腦（PDA）進(jìn)行接收和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其中，GPS主要是用來(lái)進(jìn)行目標(biāo)定位，而GIS主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和傳輸。工作開始前，就要先用具有能夠收集到信息以數(shù)據(jù)的形式反饋給掌上筆記本上。現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)十分先進(jìn)，可以在隨身攜帶的掌上電腦上面安裝電子導(dǎo)航系統(tǒng)，以幫助工作人員找到正確的道理，同時(shí)將所得到的信息輸入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行儲(chǔ)存。那么所需要反饋的巡檢信息都有哪些內(nèi)容呢？有工作人員位置的坐標(biāo)、到達(dá)指定桿塔的時(shí)間、指定桿塔的名稱、狀態(tài)和參數(shù)、出現(xiàn)缺陷的應(yīng)急措施等等。其他信息也可以由巡視的工作人員手動(dòng)輸入，重點(diǎn)是一定要保證對(duì)缺陷內(nèi)容記錄的完整性。

儲(chǔ)存在PDA中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB接口傳輸?shù)綄ｉT用于管理的電腦中，然后經(jīng)過(guò)處理后于系統(tǒng)服務(wù)器、客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和共享。在此過(guò)程中，可以利用GIS系統(tǒng)將收集到的位置信息進(jìn)行處理，并且顯示在地圖上面，然后系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行兩點(diǎn)間的連線，以確定運(yùn)動(dòng)軌跡。如果發(fā)現(xiàn)有異常，管理人員可以利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)調(diào)控，同時(shí)，要時(shí)刻關(guān)注終端和后臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信，讓企業(yè)的管理真正做到信息化和智能化。

5開發(fā)平臺(tái)的選擇

這個(gè)桌面對(duì)編程語(yǔ)言的要求并不高，所以像VB，VC，Delphi、Power Build這些語(yǔ)言都可以使用，只要在編程過(guò)程中符合微軟的要求，并且遵循COM/Active X規(guī)范。而在對(duì)GIS進(jìn)行選擇的時(shí)候，確定使用國(guó)內(nèi)超圖公司的SuperMap2000開發(fā)平臺(tái)。其實(shí)，就硬件配置而言，Pocket PC要比Palm高很多，但是相對(duì)的成本也比較高。所以使用基于Windows CE系統(tǒng)的電腦時(shí)，無(wú)形中就增加了整個(gè)開發(fā)過(guò)程中的資金投入。Adaptive Server Anywhere可以同時(shí)為服務(wù)器、電腦終端和掌上PAD提供企業(yè)級(jí)的功能服務(wù)。其功能十分齊全，主要包括參照完整、存儲(chǔ)過(guò)程、行級(jí)鎖、自動(dòng)任務(wù)安排和恢復(fù)等等。

Adaptive Server Anywhere在對(duì)手持設(shè)備、電話和高級(jí)電器進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)部署設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了這些只有內(nèi)存設(shè)備的特點(diǎn)。Sybase的核心技術(shù)之一就是Ultra Lite;而移動(dòng)設(shè)備的云狀以及嵌入功能的而是想全是依靠Ultra Lite，它同時(shí)支持Windows CE，Palm OS，Java和VxWorks。而小型設(shè)備的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢車和操作都是依靠SQL來(lái)完成的。

6GIS+GPS線路巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

我們研究的電力線路巡檢系統(tǒng)主要是GPS和GIS這兩個(gè)技術(shù)相結(jié)合后的產(chǎn)物，這個(gè)系統(tǒng)可以幫助巡檢人員順利的完成指定區(qū)域內(nèi)電力線路和設(shè)備運(yùn)行狀況的維護(hù)和檢查工作，以此確保各地的線路和設(shè)備可以照常運(yùn)轉(zhuǎn)。

而我們通常將巡檢工作人員手中的PDA稱作是移動(dòng)端，利用這個(gè)微型設(shè)備中的地圖和GPS信息可以輕松的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行導(dǎo)航和定位。而管理系統(tǒng)則可以根據(jù)從系統(tǒng)中得到的點(diǎn)連接出工作人員的行動(dòng)軌道。另外，PDA本身也具備記錄檢查任務(wù)的時(shí)間和空間的功能，所以巡檢員可以輕松的根據(jù)其提示的信息進(jìn)行線路、故障等重要信息。

7智能巡檢系統(tǒng)管理功能的劃分

該系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)為Windows，采用的是Adaptive Server Anywhere中文版8.0的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)的支持，所以才將這兩大部分合并為一個(gè)有機(jī)的整體。再來(lái)看GIS，它的核心部分就是地理數(shù)據(jù)庫(kù)，那些就空間、屬性和時(shí)間特征的數(shù)據(jù)都是在這個(gè)庫(kù)里面被管理、儲(chǔ)存和查詢的。

通過(guò)以上分析，我們對(duì)移動(dòng)巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，終于得出他的基本功能模塊。嵌入式軟件的基礎(chǔ)是前如何操作系統(tǒng)，其第一層建筑就是空間數(shù)據(jù)管理，第二層就是對(duì)這些數(shù)據(jù)的空間分析、顯示和編輯等，第三層是針對(duì)用戶的GIS應(yīng)用軟件的操作界面。這個(gè)系統(tǒng)沒(méi)經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間都會(huì)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行GPS的數(shù)據(jù)讀取，以此實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位功能，同時(shí)將其正確的經(jīng)緯度投射到平面坐標(biāo)上，最終落實(shí)到地圖上。

8結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)輸電線路故障定位與智能巡檢問(wèn)題的研究分析，對(duì)于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的輸電線路故障定位與智能巡檢過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。面向電網(wǎng)調(diào)度實(shí)際應(yīng)用需求，結(jié)合地理信息和三維實(shí)景技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行圖形化的顯示：通過(guò)可視化應(yīng)用，調(diào)度員可以更加直觀和全局地分析和判斷輸電線路故障點(diǎn)。

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