城市智能電網故障的在線監控

摘 要城市電網支撐著整個城市的供電線路，是保證人們日常生活、工作用電的重要保障，是工廠、企業生產、經營的保障。隨著科技的發展和社會的進步，現代城市供電系統愈加復雜，包括電力電纜種類日漸繁多，配電線路傳輸距離遠、支線多、接頭多等都會成為影響城市電網穩定性的威脅因素。應用城市智能電網故障在線監控技術能夠有效解決電網問題，智能終端設備能夠實時進行電網檢測、數據監控、信息采集和故障診斷等功能，并及時進行故障預警，將故障產生的危害降到最低。本文通過對城市智能電網故障在線監控技術研究的背景、目標的概述，介紹了該技術主要的研究內容。

【關鍵詞】城市智能電網 故障定位 在線監控 實時監控 故障預警

城市電網的正常運轉保障著城市供電的穩定性，然而，由于城市電網是一項復雜的大工程，在城市電網的運行過程中存在著太多的不確定因素，甚至氣候和天氣條件、設備的老化和一些難以預料和控制的自然環境因素都會導致城市電網系統出現故障和引起故障擴大化，最終產生嚴重的后果。而城市智能電網故障在線監控的出現無疑針對性的解決了這一問題，強調監控的實時性，一旦出現問題及時預警，將電網故障控制在可控范圍內。

1 城市智能電網故障在線監控研究概述

城市電網一旦出現問題故障，不僅會給人們的日常生活帶來不方便，還會影響企業經營和工業生產等，帶來巨大的經濟損失，甚至會造成安全事故。因此，強調城市電網的安全穩定是城市電網工程的重點，大力發展城市智能電網故障在線監控研究已經成為工程的必要項目。對城市電網故障進行實時在線監控就能第一時間發現電網故障，及時處理并降低危害。通過在線監控設備對城市電網系統進行數據采集傳輸并實時監測，經過GPRS等可行的通訊方式返回數據到主控系統進行數據交換和信息交流，綜合反饋數據進行電網線路故障警報，也可以使用短信提醒，方便迅速，最終目的實現城市電網系統的安全、可靠、有序、正常運行。

2 城市智能電網故障在線監控研究目標

電網故障監控系統應該是一項工程量大、綜合各個方面信息，使用多種技術，對整個電網實施實時的監控和故障預警。這要求著數字調頻技術、網絡通訊技術、計算機網絡技術、數據庫、單片機程序、傳感器數據采集、故障報警、GPRS技術、GIS信息整合處理等，也只有經過科學的、合理的電網故障在線監控控制，才能實現電網安全、穩定運行的最終目標。研究目標也是研究的最終目的，也是研究的實際意義。通過電網智能故障在線監控能夠保證人們、企業、工廠用電安全，將重大用電安全事故發生的概率降到最低。又能對電路負荷實時監控，包括線路負荷電流、瞬時接地尖峰電流、線路對地電場，能夠有效減少過載、過流、過溫、異常放電等問題。這些問題的解決不僅能夠極大的降低經濟和社會損失，更能快速發現故障、迅速定位故障、快速排出故障。

3 城市智能電網故障在線監控研究內容

3.1 系統組成和原理

城市智能電網故障在線監控系統主要包括主站系統和眾多的故障檢測點裝置，其中，主站系統是整個系統的核心，擔任著接收信息、處理信息、對比數據、判斷故障、及時預警等的重要任務。對整個城市電網進行分段設置故障檢測器，既保證覆蓋率，又要盡可能降低成本和復雜度，適合的故障檢測器密度能夠提高數據傳輸效率，提高主站的數據分析速度，從而及時的進行故障預警。在城市電網的關鍵部位和易故障部位設置故障檢測器，進行數據采集，并通過特定的通訊模式進行數據傳輸，實現數據實時共享，這也是在線監控的基礎。故障檢測器需要具備低功率、低功耗、長時間使用的特點，需要通過高壓導線感應取電。故障檢測器能夠實時的檢測到故障和故障類型，進行故障判斷和故障預警，從而達到預防故障和將故障造成的影響降低到最小。

3.2 故障檢測

城市電網故障主要可以分為短路故障和接地故障兩類。短路故障可以通過數字故障指示器，即故障檢測裝置進行故障的判定，包括電流突變法和過流速斷定值法。針對不同類型的故障，使用不同判據方法，如表1所示。

3.3 系統軟件

軟件系統是采用的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition），以計算機和互聯網為基礎，結合電子自動化監控系統。SCADA應用范圍非常廣泛，包括電力、石油、冶金和化工等大型自動控制領域。軟件系統應該能夠適應硬件系統，并將功能最大化實現，同時兼顧穩定性和高效性。系統軟件應該具備相應的功能，主要包括過程報警、歷史存儲、數據采集分析處理、故障信息在線監測和故障定位、短信通知、權限管理和運行狀況Web瀏覽等功能。

其中，過程報警是最為基礎的功能之一。在對電網數據進行實時監控的同時，發現數據值變化范圍、變化速度等異常就需要進行系統報警，提示工作人員進行及時維修和保養。報警需要綜合各方數據，并加以數據分析、計算得出能夠有效代表系統運行的特征數據，比如極限值、變化率、變化偏差等，一旦這些使用值出現異常狀況，就需要進行報警通知工作人員。軟件系統還需要實現歷史存儲，以實現對電網的長期監控和對比分析等。

4 小結

城市電網的重要性不言而喻，關系著居民的日常生活和工業生產、企業經營，城市電網故障就會造成非常嚴重的后果，不僅人們生活不便，企業工廠遭受經濟損失，更會出現安全事故。城市智能電網故障在線監控研究能夠從根本上解決電網系統不確定因素造成的運行故障，實現故障報警和故障定位，及時、迅速、高效處理故障事故，將故障危害降至最低，實現電網技術的高速發展和智能電網故障在線監控技術的深入、廣泛應用。

參考文獻

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作者簡介

李波（1979-），男，河南省濟源市人。大學本科學歷。現國網濟源供電公司工程師，從事電網監控專業。

作者單位

國網濟源供電公司 河南省濟源市 454650