鐵路10KV電力線路故障在線監測技術研究

毛虎恩

【摘 要】鐵路10KV電力線路在線監測技術的開發是鐵路電力系統安全運行、提高供電質量的必然要求。綜述了鐵路10KV電力線路在線監測技術的開發和應用現狀，詳細介紹了在線監測系統的基本架構和管理平臺軟件的具體功能，探討了10KV電力線路在線監測技術的標準化問題，使在線監測產品具有開放性、可擴展性和互換性。在線監測技術在10KV電力線路中的推廣應用，為鐵路10KV電力線路從傳統的以人巡檢為主進入到以狀態檢修為核心的運行維護方式，為鐵路10KV電力線路的數字化、智能化管理提供依據。

【關鍵詞】輸電線路 在線監測 標準化 監測系統

10KV電力線路在線監測技術的開發和推廣應用是鐵路電力系統安全運行、提高供電質量的必然要求。鐵路10KV電力線路以架空線路、電纜相結合的復雜線路，在遇到電力故障時，無法第一時間判斷故障點，只能通過區間隔離開關進行分段試送，來判斷故障區間，確定故障區間后，再進行步行巡視，查找故障點，極大浪費搶修時間。因此，有必要在輸電線路上安裝相應的傳感設備，通過在線監測技術實現輸電線路設備危害的及時感應，判斷線路設備的運行狀態，對危急狀況進行及時預警。

1輸電線路故障在線監測系統的結構功能

該系統設計成分布式結構，由線路信號采集系統（即故障指示器）、數據傳輸系統–遠程終端控制系統（remote terminal unit，RTU）和監控中心控制系統3個子系統組成。首先，線路信號采集系統正確判斷輸電線路短路、接地等故障是該系統的核心內容，采用了以數字信號處理器（digital signal processor，DSP）技術為核心的數字式故障指示器。該指示器采用精簡小波算法對線路的暫態分量進行實時分析，以此為判據對輸電線路的運行情況進行監測。在保證分析可靠性的前提下，盡力選擇濾波器系數比較短的、容易計算的母小波函數，其中 4系數 Daubechies 小波（h（0）=11/32， h（1）=19/32，h（2）= 5/32， h（3）=？3/32），對于給定的支撐集長度具有最高的消失矩，這對數據處理非常有利。檢測到故障后，通過嵌入在指示器內部的射頻收發模塊將故障信息發送給數據傳輸系統–RTU。其次，數據傳輸系統–遠程終端控制系統 該系統主要接收故障指示器發出的射頻故障信息，它由核心器件 ARM（advanced RISC machine）和濾波器件、射頻模塊等外圍器件組成。系統接收到故障信息后對信息進行分割和重新打包處理，將故障點位置、類型及時間等信息通過 GPRS 網絡發回監控中心，該環節采用 ARM 核心處理器，保證了數據處理效率和傳輸的實時性。最后， 監控中心控制系統監控中心設置 1 臺 GPRS 終端，負責接收遠程RTU 通過 GPRS 網絡發回的信息并將其轉發給主控計算機。在主控計算機屏幕上以圖形或字符方式顯示故障發生的時間、地點、相位、類型等信息，同時以短消息方式將該信息發送到相關人員手機上，使其能夠迅速準確地趕赴故障現場進行處理。

2在線監測技術的標準化

數據傳輸系統主要采用的是太陽能供電的方式，假設數據傳輸系統處于無日照的情況下，能夠持續工作一個月的時間。遠程終端在硬件電路設計、軟件數據濾波處理方面都要重視抗電磁干擾能力的提升，通過屏蔽金屬外殼、防水設計等提升該方面的能力。改系統比傳統的故障指示器更加靈敏，能夠將動作信息發送到監控中心，降低巡線的工作強度與工作量。

此外，還能夠對數據傳輸系統進行實時監測，便于對系統自身進行監控和維護。

從發展趨勢看，應當盡早制定一個統一的行業性技術標準和數據通信規約，建立標準化的數據交換規范，使各個廠商之間的產品具有開放性、可擴展性和互換性。這樣既可讓用戶從不同特色廠家優化合監測系統的各個單元，提高系統的穩定性和可靠性，又可減少廠家的維護隊伍，同時用戶也可及時進行搶修，促進狀態檢修和數字化電網的建設。因此，應盡快制訂適用于各種電壓等級的交流、直流架空送電線路在線監測系統的電力行業標準或企業標準，能夠在今后的在線監測系統應用過程中實施，規范在線監測系統的設計、功能和性能要求、系統設備的檢驗方法和檢驗規則、系統設備的包裝儲運要求、系統安裝調試、系統驗收及運行維護要求等，保證架空輸電線路在線監測系統的穩定性和可靠性，為輸電線路的安全運行及維護提供有效的支持。

3結語

在線監測技術在鐵路10KV電力線路中推廣應用，建設一體化的電網運行監測信息平臺，可實現鐵路10KV電力線路的長期實時監測，提高電力線路的運行管理水平。監測系統所積累的運行數據，對于分析事故原因，改進線路設計具有重要指導意義。電力線路監測系統的規?；瘧靡矠殡娏€路從傳統的以手工巡檢為主進入到以狀態檢修為核心的運行維護方式，為電力線路的數字化、智能化管理提供依據。

參考文獻：

[1]陳蘊迪，鮑小慧.電纜線路故障在線監測系統的研究[J].中國高新技術企業，2013，29：104-105.

[2]代順坤，蘭翀，王珂，丁鵬，孔德武.XLPE高壓電纜短路故障電流在線監測裝置設計[J].廣西電力，2013，06：18-20.

[3]呂德勝.高壓架空-電纜線路故障在線測距技術方案[J].中國高新技術企業，2008，19：78+85.

[4]王秋瑾.架空輸電線路在線監測技術的開發與應用[J].電力信息化，2009，11：59-62.