【摘要】為滿足城市居民用電可靠性需求，提高電力搶修部門(mén)工作效率，低壓配電網(wǎng)停電監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的研制具有重要意義。本文結(jié)合連云港市低壓配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀，分析了引起低壓配電網(wǎng)故障的原因及存在的搶修問(wèn)題；利用報(bào)警器及軟硬件系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)計(jì)了一套低壓配電網(wǎng)停電監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，經(jīng)運(yùn)行試驗(yàn)，效果良好，達(dá)到了預(yù)期要求。

【關(guān)鍵詞】低壓配電網(wǎng)；供電可靠性；電力搶修；監(jiān)測(cè)報(bào)警

城市低壓配電網(wǎng)線路較長(zhǎng)，所接負(fù)荷性質(zhì)復(fù)雜，路徑雜亂，有時(shí)因外力破壞、用戶設(shè)備維護(hù)、容性負(fù)載影響或操作不當(dāng)?shù)仍颍滓鸶鞣N短路或接地故障從而導(dǎo)致停電。而社會(huì)各單位和居民對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)電力搶修方式的工作效率不容樂(lè)觀。從國(guó)內(nèi)外故障定位的研究現(xiàn)狀看，110kV及以上的高壓輸電線路的研究比較成熟[1-3]，而針對(duì)66kV及以下配電網(wǎng)的故障研究還處于起步階段[4-5]，尤其是目前許多地區(qū)低壓電網(wǎng)運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，而且部分用戶用電不規(guī)范，在臺(tái)變安裝了剩余電流漏電保護(hù)器以后，“漏?！眲?dòng)作非常頻繁，低壓停電時(shí)間增多，停電時(shí)間大部分是由于報(bào)修時(shí)間耽擱造成的，基本上占了總停電時(shí)間的75%，所以，通過(guò)縮短故障停電的報(bào)修時(shí)間可以大幅度縮短總停電時(shí)間。因此，研制一套低壓配電網(wǎng)故障停電的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)具有十分重要的意義。

結(jié)合連云港市地區(qū)配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀，利用國(guó)內(nèi)某新型停電報(bào)警器和中國(guó)移動(dòng)提供的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，組合成一套低壓配電網(wǎng)停電監(jiān)測(cè)報(bào)警管理系統(tǒng)，依靠先進(jìn)的科技手段幫助運(yùn)行，檢修人員可迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)，排除故障，恢復(fù)正常供電，從而提高了搶修效率和供電可靠性。

1、系統(tǒng)架構(gòu)及工作原理

1.1系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)由若干個(gè)低壓線路上帶有GSM短信/GPRS功能的低壓停電報(bào)警器SI和搶修中心的通訊前置機(jī)及停電報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)組成。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.2系統(tǒng)工作原理

低壓停電報(bào)警器的停電檢測(cè)電路原理如圖2所示：

2、基于GIS平臺(tái)的故障定位系統(tǒng)軟件

定位系統(tǒng)軟件是監(jiān)控中心的核心組成部分，主要作用是搜集通訊前置機(jī)傳送的地址信息，對(duì)其進(jìn)行糾錯(cuò)、校正后，通過(guò)拓?fù)浞治龊陀?jì)算找出故障位置及故障通路，最終顯示在GIS地理背景上。其關(guān)鍵技術(shù)有以下幾部分：

（1）動(dòng)作信息的完整性

正常情況下，各停電報(bào)警器的動(dòng)作信息到達(dá)通訊前置機(jī)的時(shí)間是不同步的，在一個(gè)采樣周期內(nèi)采集到的停電報(bào)警器動(dòng)作信息很可能是不完整的。因此，系統(tǒng)假定：如果在若干個(gè)周期內(nèi)沒(méi)有新的停電報(bào)警器動(dòng)作信息到達(dá)，則停電報(bào)警器動(dòng)作信息已經(jīng)搜集完整。這樣，即使在系統(tǒng)發(fā)生多重故障時(shí)，也能夠保證停電報(bào)警器動(dòng)作信息的完整性。

（2）故障通路和故障點(diǎn)的查找

故障通路和故障點(diǎn)的確定是故障定位系統(tǒng)軟件的核心。首先，輸入故障前網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和故障指示器的動(dòng)作信息，調(diào)用拓?fù)浞治龀绦?，從網(wǎng)絡(luò)中提取各條饋線包含的支路，并按照寬度優(yōu)先法擴(kuò)展支路的次序?qū)⑵浔４嬖谝粋€(gè)雙向鏈表中；接著，對(duì)每條饋線從線路末端開(kāi)始查找出最后一個(gè)判斷為正確動(dòng)作的故障指示器，對(duì)應(yīng)的支路即為故障點(diǎn)[6]。

（3）GIS支撐平臺(tái)

該定位系統(tǒng)是以地理信息系統(tǒng)GIS為圖形支撐平臺(tái)，可以單獨(dú)運(yùn)行。系統(tǒng)的核心算法（如拓?fù)浞治?、故障查找、糾錯(cuò)和補(bǔ)漏）是采用組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。GIS平臺(tái)采用了ArcGIS中MapObjects組件。除了基本的GIS功能，如顯示、放大縮小和漫游等，本系統(tǒng)在GIS平臺(tái)上還可實(shí)現(xiàn)如下特有的功能：

①以不同的顏色顯示故障通路；

②不斷閃爍故障支路直至調(diào)度員清除；

③以不同的顏色顯示動(dòng)作不正確的故障指示器以提醒調(diào)度員；

④保存、打印故障信息以便故障重演和分析。

（4）建立報(bào)警信息維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)

報(bào)警器對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息可以在“報(bào)警數(shù)據(jù)維護(hù)”中進(jìn)行設(shè)置和修改，可以查看歷史報(bào)警記錄，方便對(duì)各供電間隔的停電次數(shù)和時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

低壓停電報(bào)警監(jiān)測(cè)軟件還可以將定義好的內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)到電力搶修人員的個(gè)人手機(jī)上，讓電力搶修人員迅速到位，及時(shí)處理停電故障。

3、現(xiàn)場(chǎng)安裝及試驗(yàn)

我們將停電報(bào)警器在經(jīng)常出故障的連云港市某變電所上安裝并進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)多次長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試，低壓停電報(bào)警監(jiān)測(cè)主機(jī)均及時(shí)收到了停電信息。通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)功能，成功的將信息發(fā)送到了指定的三位電力搶修人員的手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。結(jié)合臺(tái)區(qū)巡視在不同時(shí)間和不同地點(diǎn)手動(dòng)測(cè)試的結(jié)果，從安裝故障停電報(bào)警器前后報(bào)修時(shí)間比較可以看出，在100次停電測(cè)試中，低壓停電報(bào)警監(jiān)測(cè)軟件收到故障信息和轉(zhuǎn)發(fā)到手機(jī)的平均時(shí)間是45.3秒和36.8秒，成功接收率達(dá)到100%，停電報(bào)修時(shí)間相對(duì)于原來(lái)的幾小時(shí)縮短到兩分鐘以內(nèi)，較傳統(tǒng)電力搶修方式的效率提高了幾百倍。

4、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)低壓故障停電報(bào)警器的工作原理，此系統(tǒng)也可擴(kuò)展到線路防盜、斷線報(bào)警等方面。如果對(duì)主機(jī)平臺(tái)軟件稍加修改，就可實(shí)現(xiàn)低壓配電線路的停電、斷線、防盜多狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，供電部門(mén)可隨時(shí)掌握線路的運(yùn)行情況。監(jiān)測(cè)供電區(qū)域發(fā)生事故時(shí)，報(bào)警器能夠自動(dòng)發(fā)送信息給搶修中心的監(jiān)控主機(jī)，主機(jī)及時(shí)的轉(zhuǎn)發(fā)給相關(guān)人員，盡可能的縮短了故障的報(bào)修時(shí)間，有效降低了故障停電時(shí)間。試驗(yàn)表明，低壓配電網(wǎng)停電監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)可大幅提高供電可靠性，同時(shí)也提高了供電企業(yè)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，具有廣泛的應(yīng)用前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]李沛，錢(qián)亞磊.國(guó)內(nèi)外高壓輸電線路故障定位方法的研究[J].煤礦機(jī)電，2012（2）：22-25.

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作者簡(jiǎn)介

李寒兵（1987），男，江蘇徐州人，工程師，從事配電網(wǎng)調(diào)度、線路搶修及科技管理工作。

閆海濤，男，江蘇連云港人，工程師，從事配電網(wǎng)工程、運(yùn)行、檢修管理工作。

宋海勇，男，江蘇連云港人，工程師，從事配電網(wǎng)運(yùn)行檢修管理工作。