輸配電線路故障可視化定位及搶修支持系統

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。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絡上需要監測的位置（如各分支處、各事故多發事段、電纜接頭上等），可以實時監測線路運行情況，在線路出現短路故障、接地故障、過載、停電等情況下，將采集的特征數據傳送到監測中心，監測中心在顯示屏上直觀地顯示出故障發生地點，進行聲光報警并以手機短信的方式通知相關人員。

關鍵詞：故障定位 可視化 搶修支持系統

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0111-01

供電企業一般多為城網結構，農網線路復雜，而且配網線路的特點是距離較長，分支又多，呈網狀結構，一旦出現線路故障不僅浪費大量的人力、物力，還會影響城市建設、居民用戶、企事業單位、學校等的生產、生活用電，而工作人員查找和排除故障需要花費較多時間。特別是在發生停電故障后，人工查找故障點的時間遠遠大于故障處理時間。如果工作人員能夠減少故障地點查找所耗費的時間，盡快趕到故障位置，排除故障恢復供電，就可以為企業挽回大量的經濟損失。

輸配電線路故障可視全景化定位及搶修支持系統的產生和應用就是為了解決這一問題。系統可安裝在輸配電線路上，用于在線檢測線路運行、故障情況及線路參數，是一套具有遠程傳輸能力的可分布監控、集中管理、即時通知型的智能化電力線路管理系統。檢測終端分布掛裝在電力傳輸網絡上需要監測的位置（如各分支處、各事故多發事段、電纜接頭上等），可以實時監測線路運行情況，在線路出現短路故障、接地故障、過載、停電等情況下，將采集的特征數據傳送到監測中心，監測中心在顯示屏上直觀地顯示出故障發生地點，進行聲光報警并以手機短信的方式通知相關人員。工作人員可以足不出戶，全面掌握線路運行情況。

1 系統工作流程

當電力線路發生故障時，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網絡覆蓋的地方，數據轉發終端通過無線傳輸模塊，直接將信息遠傳至室內主站通信交換機；在GSM網絡沒有覆蓋的地方，先通過射頻傳給數據轉發終端后再通過GSM網絡將信息遠傳至室內主站的通信交換機，交換機將信息通過串口發到計算機上，計算機軟件上的電力線路模擬圖對應的故障檢測終端圖標變色顯示；計算機發出聲音報警；可設置一個或多個手機號碼，相應的故障信息發到管理員手機上。

2 系統組成及技術特點

輸配電線路故障可視全景化定位及搶修支持系統由故障檢測終端、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絡上需要監測的位置（如：各分支處，各事故多發事段等），內部檢測模塊采用零序電流與異頻信息相結合方式檢測、判斷接地故障，大大提高判斷的準確性，當線路運行狀態發生異常變化（短路、接地、斷電）時，系統的線路故障檢測器能即時響應故障信號，變化的各種信號以編碼的方式采用無線裝置進行發射。

故障信息采集器主要由太陽能電池模板、無線接收模板、工業手機模板、CPU模板構成，安裝于電桿上，一個采集器可以接收其附近三個線路故障檢測器（分別安裝于A、B、C三相）發出的故障信息，并將故障信息通過GSM網絡傳送到監控中心。

（2）GSM終端安裝在監測機房，通過RS232接口與服務器相連，接收信息中轉設備發送的短信息，并把相關警報信息以短信方式發送給管理員。

（3）可視化全景線路故障定位及搶修軟件子站和主站。

①數據獲取及數據管理：獲取本系統GSM網絡傳送來的故障信息；集成網內所有故障在線監測系統的數據，納入數據倉庫的統一的管理；通過數據接口獲取其他相關數據，如：電網負荷、設備其他運行狀態數據等；對各類離散的原始數據進行必要的清洗、轉換、加載，使之成為后續分析的有效數據。

②設備信息可視化展現：對被監測點在電網中的安裝位置提供可視化展現，接收GSM終端傳輸的短信息后，解析短信息內容，恢復指示器的地理位置，并在顯示器的配電網地理信息地圖上做出相應的線路故障顯示，并且通過GSM終端給管理員發送報警短信息。

③系統配置：系統配置功能的作用在于實現：檢測器安裝位置與軟件系統的關聯配置、檢測器故障編碼與系統故障描述的配置、手機短信告警內容與管理員信息的配置、事件刪除操作中的數據清理、通知消息顯示與否的控制。

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

3 結語

電力系統的發展將向高電壓、大容量、智能化、信息化、自動化、可視化的方向發展，設備的輸送能力的不斷增加，輸電線路的故障監測困擾電網運行的問題將會突顯，采用無線傳感器網絡（WSN）技術、傳感器等技術構建的10 kV架空線路故障定位及搶修支持系統，其技術特點具有可靠、免維護、安裝施工簡便、性價比高等優勢，將會越來越多的應用于輸配電線路故障定位及搶修活動，并形成主流技術，其市場和應用前景廣泛。

四川省電力公司輸配電線路復雜且線路長，因此對輸配電線路故障的監測和檢修設備的需求量是比較大的。本系統除了可以很好解決線路故障的監測和檢修支持外，同時可以將監測的數據信息通過數據接口共享給自動化、生產管理等其他相關系統，對設備及整個電網的安全穩定運行起到非常重要的積極意義。可先在基礎條件比較好的區域進行應用試點，然后在全省公司范圍內推廣。