输配电线路故障可视化定位及抢修支持系统

摘 要：本文介绍了一种输配电线路故障可视全景化定位及抢修支持系统。由故障检测终端、GSM终端装置、可视化全景线路故障定位及抢修软件子站和主站三部分组成。检测终端分布挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如各分支处、各事故多发事段、电缆接头上等），可以实时监测线路运行情况，在线路出现短路故障、接地故障、过载、停电等情况下，将采集的特征数据传送到监测中心，监测中心在显示屏上直观地显示出故障发生地点，进行声光报警并以手机短信的方式通知相关人员。

关键词：故障定位 可视化 抢修支持系统

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0111-01

供电企业一般多为城网结构，农网线路复杂，而且配网线路的特点是距离较长，分支又多，呈网状结构，一旦出现线路故障不仅浪费大量的人力、物力，还会影响城市建设、居民用户、企事业单位、学校等的生产、生活用电，而工作人员查找和排除故障需要花费较多时间。特别是在发生停电故障后，人工查找故障点的时间远远大于故障处理时间。如果工作人员能够减少故障地点查找所耗费的时间，尽快赶到故障位置，排除故障恢复供电，就可以为企业挽回大量的经济损失。

输配电线路故障可视全景化定位及抢修支持系统的产生和应用就是为了解决这一问题。系统可安装在输配电线路上，用于在线检测线路运行、故障情况及线路参数，是一套具有远程传输能力的可分布监控、集中管理、即时通知型的智能化电力线路管理系统。检测终端分布挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如各分支处、各事故多发事段、电缆接头上等），可以实时监测线路运行情况，在线路出现短路故障、接地故障、过载、停电等情况下，将采集的特征数据传送到监测中心，监测中心在显示屏上直观地显示出故障发生地点，进行声光报警并以手机短信的方式通知相关人员。工作人员可以足不出户，全面掌握线路运行情况。

1 系统工作流程

当电力线路发生故障时，故障检测终端检测到线路故障后，线路故障指示器先通过无线射频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网络覆盖的地方，数据转发终端通过无线传输模块，直接将信息远传至室内主站通信交换机；在GSM网络没有覆盖的地方，先通过射频传给数据转发终端后再通过GSM网络将信息远传至室内主站的通信交换机，交换机将信息通过串口发到计算机上，计算机软件上的电力线路模拟图对应的故障检测终端图标变色显示；计算机发出声音报警；可设置一个或多个手机号码，相应的故障信息发到管理员手机上。

2 系统组成及技术特点

输配电线路故障可视全景化定位及抢修支持系统由故障检测终端、GSM终端、可视化全景线路故障定位及抢修软件子站和主站三部分组成。

（1）故障检测终端由线路故障指示器（含无线传输模块）和故障信息采集器组成。线路故障指示器挂装在电力传输网络上需要监测的位置（如：各分支处，各事故多发事段等），内部检测模块采用零序电流与异频信息相结合方式检测、判断接地故障，大大提高判断的准确性，当线路运行状态发生异常变化（短路、接地、断电）时，系统的线路故障检测器能即时响应故障信号，变化的各种信号以编码的方式采用无线装置进行发射。

故障信息采集器主要由太阳能电池模板、无线接收模板、工业手机模板、CPU模板构成，安装于电杆上，一个采集器可以接收其附近三个线路故障检测器（分别安装于A、B、C三相）发出的故障信息，并将故障信息通过GSM网络传送到监控中心。

（2）GSM终端安装在监测机房，通过RS232接口与服务器相连，接收信息中转设备发送的短信息，并把相关警报信息以短信方式发送给管理员。

（3）可视化全景线路故障定位及抢修软件子站和主站。

①数据获取及数据管理：获取本系统GSM网络传送来的故障信息；集成网内所有故障在线监测系统的数据，纳入数据仓库的统一的管理；通过数据接口获取其他相关数据，如：电网负荷、设备其他运行状态数据等；对各类离散的原始数据进行必要的清洗、转换、加载，使之成为后续分析的有效数据。

②设备信息可视化展现：对被监测点在电网中的安装位置提供可视化展现，接收GSM终端传输的短信息后，解析短信息内容，恢复指示器的地理位置，并在显示器的配电网地理信息地图上做出相应的线路故障显示，并且通过GSM终端给管理员发送报警短信息。

③系统配置：系统配置功能的作用在于实现：检测器安装位置与软件系统的关联配置、检测器故障编码与系统故障描述的配置、手机短信告警内容与管理员信息的配置、事件删除操作中的数据清理、通知消息显示与否的控制。

④抢修软件子站和主站数据分析及辅助决策：数据分析功能，是一个用来对监测数据进行处理的工具。该功能为操作人员浏览和处理数据提供了一整套便利、简洁、直观的手段。进入该功能界面后，所有数据以时间为序自先向后排列。操作人员可以通过输人告警时间的方法直接访问对应时刻的数据。在线路故障检测、定位与供电所线路抢修管理无缝对接，可以满足线路维护过程中的抢修、派工、生技科审批、抢修工作回执、安监科审核等一系列规范化流程管理。

3 结语

电力系统的发展将向高电压、大容量、智能化、信息化、自动化、可视化的方向发展，设备的输送能力的不断增加，输电线路的故障监测困扰电网运行的问题将会突显，采用无线传感器网络（WSN）技术、传感器等技术构建的10 kV架空线路故障定位及抢修支持系统，其技术特点具有可靠、免维护、安装施工简便、性价比高等优势，将会越来越多的应用于输配电线路故障定位及抢修活动，并形成主流技术，其市场和应用前景广泛。

四川省电力公司输配电线路复杂且线路长，因此对输配电线路故障的监测和检修设备的需求量是比较大的。本系统除了可以很好解决线路故障的监测和检修支持外，同时可以将监测的数据信息通过数据接口共享给自动化、生产管理等其他相关系统，对设备及整个电网的安全稳定运行起到非常重要的积极意义。可先在基础条件比较好的区域进行应用试点，然后在全省公司范围内推广。