工控自动化技术文摘：一遥型高压线路故障检测及自动定位系统

传统配网自动化系统采用馈线自动化FA实现故障定位、隔离和非故障区域自动恢复供电，但这种方式投资大、设备多、光纤通讯费用昂贵，适合多联络、多分段且一次设备具备电动操作机构和受控功能的配电网，但我国农村配电网的情况是网架结构薄弱，并且大多是辐射状配电网结构，属于不具备电动操作机构和受控功能的配电网，因此这些地区适合采用简易型配电自动化系统。简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器来获取配电线路上的故障信息，由人工在现场巡视线路上的指示器是否翻转变色来判断线路是否发生故障（也可将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段）。

故障自动定位系统就是一种简易型的配电自动化系统，该系统集成了现代故障指示器技术、GSM通信技术和分布式等技术，形成了一套自动高效的故障检测以及定位系统。主要用于配电系统各种故障的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。在发生故障时，智能故障定位系统的监控主站与现场大量的故障监测点相配合，在故障发生后的几分钟内即可在主站通过故障定位策略给出故障源信息，并且以短信告警的形式通知相关值班员，帮助维修人员迅速赶赴现场，隔离故障段，恢复正常供电。

为供电企业提供一套以故障定位为核心功能的自动化系统。该系统通过低廉的成本实现配电网的故障信号采集、故障区段定位，降低配电网线路的故障查找时间和查找成本，加快供电恢复，从而提高供电可靠性。

结合农村配电网现状，提出一套简易型配电自动化系统的建设模式，该模式适用于简单接线的城乡配电线路（含单辐射配电线路）和城市中无专门通信条件区域的配电线路。

先进的故障定位策略，提高故障定位搜索的时间。根据开关装置变位信号，在线路图故障分析线程结束后，定时对线路图进行拓扑分析，或者运行值班人员通过人机交互页面手动触发拓扑分析功能，此时故障定位服务会实时进行拓扑分析，因此故障信号到来时，可实时进行故障查找，而不进行拓扑分析，这就提高了故障定位搜索的效率。

采用分布式结构，以组件的方式实现系统功能。如果将所有组件都部署于服务器就容易造成服务器资源短缺，系统瓶颈的问题，所以采用分布式结构，以组件的形式实现系统功能，可将组件部署于多台服务器，通过消息机制建立组件间的松散耦合关系。通过点对点消息模型，采用异步机制完成信息传输。

通讯系统分为：主站与从站之间的短距离通信系统、主站到中心站的GSM(手机短消息)通信系统和中心站到主站之间的串行(或网络)通信。其中主站与从站之间的短距离通信方式主要有无线（架空系统）、光纤（电缆系统）两种方式，彻底解决了高压绝缘问题。

设备基础层即故障检测单元的硬件设备层，设计上采用新型高精度电流传感器，关键部件采用一体化封装技术成型，设计、焊接、装配工艺标准化流水式作业，保障了设备具有良好的防护和电磁兼容特性，能够满足现场恶劣的运行环境；

通信采集层包括设备通信模块及主站接收模块，设备通信模块采用低功耗设计，配合先进的电源看门狗管理模块，做到完全可以靠电磁感应供给能量来使设备正常运转，实现无源化安装；

智能应用层即主站应用系统，是用户直接面对的操作、浏览人机接口，具备友好的人机交互界面、视数据采集规模而定的采集子系统、故障定位拓扑分析和相应的管理功能，并能够与其他电力生产、信息系统实现基于信息交互总线的数据交互。

在配电网架空线路或者电缆线路上加装一遥故障诊断装置，检测线路的故障状态，当有短路或者接地故障发生时，故障诊断装置会做出翻牌的动作，并迅速的将故障信号发送到故障指示系统主站，由主站系统软件对各个故障诊断装置的上报信号进行汇总分析。实现判定故障位置、确定网络重构方案，并将相关结果通知线路运行管理人员。

与主站联系的周期：通信模块要每隔一定的时间周期（以24h及其倍数为周期）向主站发送联络信息，主站以此确认通信模块的工作状态是否正常。

当用户需要查询/设置参数的时候，通过特殊的短信，可以使通信模块由休眠状态转为工作状态，以方便用户进行参数的查询/设置

实际的故障定位器会安装在线路上，因此实现智能故障定位系统之前首先需要绘制一张具有电网连接关系的线路图。线路图应该是一张矢量图，描述电力图元之间的连接关系，而SVG正是一种将图形矢量化的图形格式，并且IEC61970采用SVG数据格式作为图形的交换格式，因此选用SVG作为图形管理的基本框架。

对与故障检测单元通信的主站号码和通信中心号码以及终端SIM卡号进行信息维护，包括信息的添加、修改、删除以及查询功能。

故障检测单元通过发短信的方式向主站发送数据，主站通过短信的形式控制故障检测单元，因此主站应具有短信收发的功能，并通过短信猫的方式来接收和发送短信。发送短信时可群发给多个短信猫

根据线路图的连接关系和开关的实时状态建立拓扑关系。当采集到开关变位装置短信后，此时启动时限控制，可自动对电网进行拓扑分析。还可以在页面上手动进行电网拓扑分析功能。

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