基于WSN的配电网故障定位研究

基于WSN的配电网故障定位研究

 江蓝

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电分公司 内蒙古呼和浩特 010000

摘要：在我国电力系统中配电网故障是主要工作，电力电能已经成为了现代化社会发展的基石，其正常稳定的运行对居民的生活和企业的生产加工有至关重要的作用。为了满足现代化的电能需求，供电企业不断地对电力电能进行扩容增量，电力工程已经达到了庞大的体量。在电力设备中配电线路覆盖的区域越来越大，配电线路在供电企业日常运维的过程中经常会受到诸多因素的影响，导致其产生故障，为了保证配电线路能够正常、稳定的运行，供电企业需要更加重视以促进电力电能的正常输送。

关键词：配电网故障；自动化系统；故障定位

引言

故障风险预警系统的开发，为监控配电网状态、及时处理配电网线路故障提供了快捷手段。在配电网状态监控过程中积极应用本系统，为配电网监测带来更多先进因素，配电网监测和故障处理工作更加从容。

1配电运维和检修工作的重要性

作为电网系统中重要的电力输送形式，在电力电网系统中其正常稳定运行对电力的稳定供应有着非常重要的作用。在现代化智能电网的建设背景下，电力电网的可靠性和稳定性的提升需要依靠的是比较前沿的检测技术和检修设备，通过利用智能监测设备对配电网线路进行故障检查，一旦发现问题要第一时间进行整改。随着计算机技术、网络信息技术的不断创新，供电企业不断地对电网设备进行更新应用。智能电网设备对现代化的电力信息的采集、电网设备的远程管理等都有着非常有效的积极作用。通过对电网设施的日常运维和检修能够有效地提升电网系统的管理水平，是电力企业实现精益管理的主要手段。在运维和检修中要保证投入最小的人力、物力资源，获得较高的收益，这样有助于提高供电企业的管理水平，也有助于提升电力企业的经济效益。

2配网自动化系统的构成

图1所示，集控主站、通信网络、配电自动化终端构成了配网自动化系统。将配电自动化终端直接就地安装到配网的每个一次设备的位置，配电自动化终端可以促使远方通信、设备控制、数据采集等功能的实现，配变终端（TTU）、馈线终端（FTU）等构成了配电自动化终端。就配网线路发生的故障来说，会用馈线终端来对故障定位隔离。将馈线终端就地安装到线路的智能开关位置，（1）数据采集模拟量、开关量；（2）保护控制开关分合闸控制、检测故障等；（3）经过国网公司目前已存在的GPRS网络，来促进和接收控制指令、上传集控主站中的有关数据等通信功能的实现。网络设备、工作站、服务器等构成了集控主站硬件，该硬件主要促进实现每一类别的配电自动化终端分析、处理与收集数据，对控制指令进行下发，还和国网公司已存在的系统交互数据。

图1配网自动化系统组成框架

3配电设备运行维护问题分析

配电设备状态检修的局限性较大，因此必须重视设备的运行维护，以确保配电设备安全运行。当前设备运维工作中存在的问题：①设备运行维护项目范围广、效率低。设备运行维护为人工操作，需要分析设备运行方式、设备运行状态、电网保护情况与工作协调度。设备运行维护时涉及较多统筹兼顾项目，因此实际维护操作效率低、难度大。使用分类、分批次维护，能够减少维护的交叉性；②设备维护人员缺乏专业技术，影响维护效率与准确性。设备运行维护人员必须具备丰富的工作经验、专业技能，准确判断和处理设备突发情况。设备维护对细致性要求高，技术人员必须加强责任心，因此要对相关人员进行思想教育与技术培训，提升其工作责任心；③不注重电网供电可靠性管控。人工维护方式问题比较多，缺乏科学维护体系，且维护时间的精确度不足，极易导致停电频率高、时间短。应注重维护工作中仪器设备的使用，以提高维护工作的科学性；④不重视设备运行维护工作，通过人工方式维护设备运行，整体性与高效性不足。实际操作期间，部分工作的失误率较高，并且涉及到大量重复性工作，影响资源配置效益。

4配电网故障定位措施

4.1配网自动化系统内存在的故障定位隔离

目前，配网自动化系统在有短路故障发生在单条线路时，电流速断保护值会判断线路中每一级的智能开关有没有挑战。一般来说，单条线路自电源侧至负荷侧，每一级的智能开关电流速断保护值是逐一降低的，进而来促进线路发生故障的位置的智能开关最先发生跳闸，将停电的范围缩小。因为县域中单条线路有比较长、比较多的分支线，变压器的型号与每一段的线路有比较大的差异，每一级的智能开关速断保护值不能精准设置，导致短路故障发生时，开关就不能准确做出动作，就会将停电范围扩大。由于要促进配网故障精准定位、迅速隔离，将线路停电区域缩小，确保正常供应非故障地方的电力，在本文中，主要分析与研究以FTU纵联差动和矩阵运算为基础的故障定位隔离方案。

4.2系统后端设计

故障风险预警系统后台主要承担数据处理、分发数据处理结果、观察配电网现场监控情况等任务。在系统后端设计了物联网云端，借助物联网环境处理前端传输的数据信息。配电网故障监测信息处理完毕后，监测人员通过监控客户端可以获取到监测信息处理结果；监控客户端可以是PC设施，也可以是移动端设施；无论采用任何设施，都必须要保证设施处于联网状态，确保与系统后台云端的互联关系。在设计系统后台的过程中需要考虑到IP地址的分配问题，远程数据采集设施IP处于非固定状态，通过自动分配获取；通过客户端获取监控数据时，需要发挥服务器的中转作用。在配电网故障监控体系中还需要关注到监控点的状况，由于配电网监控范围较大，在配电网监控现场布局很多监控点，保证配电网故障监测的可靠性；通过平台掌握现场监控点的环境状态，避免出现监控点失灵的现象。根据监控体系反馈的信息定位其中的异常信息，判断现场配电网线路可能出现的异常状态，为制定应急处理方案节省时间，也为配电网线路的稳定运行添加安全锁。

4.3建立健全配电线路运维管理体系

配电线路的正常稳定运行离不开供电企业工作人员的辛苦巡检。而供电企业工作人员的巡检的规范性和积极性需要供电企业采用科学、合理的制度对其进行要求。电力事业的快速发展，也需要供电企业工作人员不断地学习新的电力知识和网络信息知识。因此供电企业需要定时定期的组织对工作人员进行综合素质培训，以提升供电企业工作人员的专业技能和素养。通过合理的绩效模式来刺激供电企业工作人员的工作积极性，利用全方面的规章制度来要求工作人员在运维的过程中做到有据可依，从而提升供电企业的管理水平，提高工作人员的工作效率。

结语

配网系统在电网系统中有着非常重要的作用，为了保证其能够长期稳定地将电能输送到变电站，变电站再将电能传递给用电用户，必须有效提升配电运维和检修工作的安全性，保证运维和检修的安全、稳定运行。电力企业在运维和检修的管理方面要利用现代化的电力设备降低配网的故障率，缩小故障面积。利用多种手段相结合的方式减少线路发生短路，保证配网工作的安全性。通过分析配电网的结构和特征，结合其重要意义，提出了相关的加强配电网运行和检修安全的技术措施，有助于促进电力电网的正常运行，有助于促进电力事业的发展。

参考文献

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