低壓配電網故障定位系統設計

孟 飛 ，邱 雷 ，常振軍

（1.西安晟軍信息科技有限公司，陜西西安 710048；2.中國人民人民解放軍火箭軍工程大學，陜西西安 710025）

0 引言

目前，我國大多數小區、商場的低壓配電網的自動化水平都不高，故障時常發生，故障發生后不能及時排除，為生產生活帶來了諸多不便，并導致了直接的經濟損失。目前我國低壓配電網采用自動化管理的普及率不及30%，即使是采用自動化管理的低壓配電網，也很少配備故障自動定位和快速恢復系統。

針對這一問題，重點討論低壓配電網的故障定位，對故障配電網進行快速恢復供電，能夠直接運用該產品的領域包括低壓配電網的運行維護管理部門與企業、管理低壓配電網供電單位等。產品能對低壓配電網發生的故障進行精準定位，快速隔離故障線路，并指導運維人員排除故障，縮短故障排除時間，減少故障造成的損失，提高低壓配電網的自動化水平。如果故障比較復雜、難以排查，還可以通過請求云端的專家在線故障診斷系統進行故障定位。

1 低壓配電網故障定位的整體架構

整個系統的構成分為3個部分：信息采集與傳輸系統、本地級的故障定位與快速恢復系統、遠程云端的專家故障診斷系統（圖1）。

圖1 低壓配電網故障定位的整體架構

（1）信息采集與傳輸系統主要負責低壓配電網關鍵節點電能參數采集、開關量采集、溫濕度等信息采集，并且組建有線或者無線網絡，把數據傳輸到本地級故障定位系統。

（2）本地級的故障定位與快速恢復系統根據采集的動態數據信息，結合故障信息庫和故障定位系統，對故障發生的位置進行定位，對故障區域進行快速定位，對無故障區域進行供電，同時給運維人員提供故障排除建議。

（3）在本地級故障定位系統無法完成故障定位的情況下，把故障現象傳送云端，發起故障診斷請求。云端專家在線故障診斷系統運用強大的數據處理優勢，結合專家數據庫和專家知識庫，進行運算推理，給低壓配電網故障進行故障定位。

2 系統設計

2.1 低壓配電網信息采集和傳輸

該系統實現的功能主要有4個：一是多參數高精度采集功能；二是錄波功能；三是高速率、多拓撲網絡結構的信息傳輸功能，組建基于ZigBee的網絡拓撲結構（圖2）；四是電網電路控制與故障恢復。

2.2 低壓配電網故障定位與快速恢復系統

圖2 基于ZigBee的網絡拓撲結構

該系統能夠獨立完成局域范圍的低壓配電網故障的定位與快速恢復：采集與傳輸系統把采集到的動態數據傳輸到故障定位的數據接收中心，進行存儲分析，結合故障特征庫，實時進行故障分析與推理，并實施對故障的定位、隔離與快速恢復（圖3）。

2.3 遠程云端專家在線故障診斷系統

云端專家在線故障診斷系統是一種更高級別的故障診斷定位系統，與本地級故障定位與快速恢復系統相比，各有優缺點：本地級故障定位系統是一個獨立處理單元，即使在不聯網的情況下，也能夠獨立處理最基本的配電網故障，并且反應速度快，應急能力強；而云端級故障專家在線診斷系統則利用強大的云端運算能力，結合專家系統，可以解決本地級解決不了的故障問題，對故障的分析更加全面、徹底。

圖3 故障定位與快速恢復框圖

云端專家在線故障診斷系統，是結合專家知識庫的知識，以數據庫為判斷根據，根據一定的推理規則和策略，進行故障診斷。一個簡單的專家系統要包含推理機、專家知識庫和數據庫（圖4）。

3 結束語

圖4 云端故障診斷專家系統實用結構

通過對低壓配電網的故障定位系統架構和具體功能的分析，論證了對低壓配電網實施自動化故障定位，能夠有效提高低壓配電網的管理水平和故障恢復速度，是具體可行的設計方案。