基于GPRS技術的配電線路故障自動定位系統

范華

摘要

配電線路作為電網的重要組成部分，為了能夠緩解小電流接地系統線路故障問題，需要采用全新的配電線路故障自動定位檢測方法，提高定位精度、保障檢修質量。GPRS最為一種當今較為成熟的無線定位系統，可以直接通過無線通信方法將故障點傳輸到系統控制總站。基于此，本文重點研究基于GPRS技術的配電線路故障自動定位系統。

【關鍵詞】GPRS技術 配電線路 自動定位系統 故障

隨著我國科學技術不斷發展，當今自動化定位檢測技術在各個領域中的應用都十分廣泛。對于線路相間短路故障的問題，通常會產生過電流，這就可以采用線路電流突變情況判定故障情況。但由于單相接地故障的電流較弱，電弧也存在著不穩定性，這就提高了故障定位的難度，再加上單相接地故障幾率非常高，這就需要全面加強單相接地故障的精準性。因此，有關單位提出了中性點投入中電阻方法，實現了單相接地故障的檢測。也就是通過外線路上安裝故障指示器，即可檢測到相間短路故障和單相接地故障，故障指示器可以采用GPRS無線通信網絡把故障信息傳輸到控制中心的服務器，表示故障的具體位置，實現故障的快速定位。

1 采用GPRS技術配電線路故障自動定位系統的意義

在配電網當中，由于整個電網結構十分復雜，電路的運行方式也十分復雜，因此有較高的故障發生幾率。如果產生了線路故障問題，采用傳統方法進行查找不僅費時費力，并且無法精準的實現定位，無法保障電網供電可靠性。現如今，線路故障檢測方法包括指示器、FTU。也就是采用線路FTU可以自動的對故障位置進行定位與格力，但是需要設置大量的光纖通道與配網設備，而設備更新以及通信通道建設需要投入大量的資金，無法同時滿足電網運行的經濟性、安全性、精準性。如果對通訊、故障隔離要求過高，專用通信光纜維護也過于困難，會直接影響后期的維護與使用，缺乏經濟效益。故障指示器能夠對整個線路進行分段定位，但是當今市場上流轉的指示器缺乏自動定位功能，如果線路產生了故障問題，需要工作人員沿著線路故障情況進行查看，工作難度也非常大。

通過對上述內容進行分析可以發現，可以在GPRS基礎上讓故障指示器實現無線自動定位，改變傳統人工故障檢測的形式，可以對故障線路進行離線、報警、參數監測，同時也可以將電網結構、設備信息、地理信息等集成處理，組成功能全面、齊全的自動化定位系統。如果某個線路出現了故障問題，則可以在發生故障幾分鐘后得到反饋，獲得位置信息和故障信息，工作人員也可以快速的達到故障現場，提高電網運行的可靠性。

2 基于GPRS技術的配電線路故障自動定位系統的實現

將故障指示器探頭安裝到線直線線路和分段線路當中，如果配電線路相間短路產生了接地故障問題時，則線路上的隔斷設置故障檢測即可第一時間檢測電流，采用無線射頻收發模塊進行將信息傳輸到GPRS通信模塊上，此時通信模塊受到信息即可實現遠距離的通信，讓控制中心發送故障信息。在相關信息傳輸到控制中心后，可以自動的調節，顯示具體地址信息。在控制中心通過計算機對信息進行處理，并結合GIS，即可直接呈現故障地點的具體位置，也可以將位置信息打印出來，從而快速達到故障地點。自動定位系統表現在：

2.1 GPRS通訊模塊

在故障指示器周圍安裝GPRS通訊模塊，用于接收附近的故障指示器信息，如果獲得了故障信息，即可自動處理好數據信號，并采用時序控制和地址編碼利用無線通信技術將信息發送，發射頻率通常為220MHz。GPRS通信原件都集中在鐵箱中安裝，同時還要加入其按酸蓄電池。在鐵箱外部安裝太陽能電池（配合蓄電池使用），減少對傳統電能的依賴性。通常電池充滿電后可以保障連續20天連續工作，此期間不需要對蓄電池進行充電。如果距離較短可以采用調頻通信手段，通信能量來自導線電流感應，也就是數字化指示器，采用CT二次電流技術即可獲取電源，是安裝到開關支架上的數字化指示器。遠距離則采用GPRS通信模塊，架空線路能量來源就是采用太陽能電池板，電纜線路主要是采用特制的取電CT，還可以采用大容量的鋰電池。如若長期在陰天環境下架空線路，則要求GPRS模塊工作電源要在100mA/5V以上，如果難以得到保障，系統會自動切換到低能耗運轉模式（待機），如果出現了故障信號則會快速啟動發送信息。

2.2 故障指示器

此模塊是由故障電流檢測電路、數字編碼、無線調制發射、就地指示等多部位組成。短路檢測的原理是按照時刻表特征，通過電磁感應來測定整個線路中出現的異常情況以及實時故障判定。由于此過程為了適應負荷電流變化，可以應用到電流異常故障檢測裝置當中。數據判定也十分全面，極大的降低了誤動出現幾率，只有異常電流經過了指示器才會發出動作。如果產生了短路故障或接地故障，此時指示器會自動啟動，通過紅燈顯示，數字編碼也在無線射頻作用下傳輸信息，通訊距離在50m以上，發射頻率穩定到220MHz。

2.3 GIS平臺下的故障定位系統

GIS定位作為整個自動化定位系統的核心，該軟件可以將通訊主站所傳輸的各類信息進行處理、分析，在進行校正之后展開拓撲分析和計算，找到線路故障位置，并在GIS自動化自動平臺行顯示出來。工作流程為：

（1）把線路故障信息開關狀態、指示器信息傳輸到系統當中，拓撲程序自動化啟動對記錄信息進行讀取，找到報警的線路分段進行下一步分析，分析是否是支線報警，如果不是支線報警則要進入到主干線檢測;

（2）如果是支線報警，需要對報警數據將進行分析，結合最終分析結果得出報警信息。在通訊主站采集信息時，可能會出現誤報情況，并且在指示器上呈現。可以配合智能校正模塊，主要分析拓撲網絡，過濾掉錯報信息，同時還能補充漏報內容。

3 結束語

綜上所述，為了能夠解決傳統故障指示器、FTU無法自動化定位配電線路故障問題，本文提出了基于GPRS技術的故障自動定位系統，配合GIS技術可以迅速將故障信息傳輸到控制中心，極大的提高了故障定位精度，提高了電網檢修效率。

參考文獻

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