王秀欣，趙愛玲，曾慶改

（國網(wǎng)河南省電力公司洛陽供電公司，河南 洛陽 471000）

0 引言

在10kV配電網(wǎng)故障中，單相接地故障發(fā)生的機率很大，同時，現(xiàn)在人們對供電可靠性的要求越來越高，所以，快速、準確的故障定位技術(shù)就顯得越來越重要。本文的10 kv配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)是采用零序電流相位的故障定位方法，它通過零序電流互感器采集零序電流，并用GPS秒脈沖進行同步采樣，將得到的時間相位信息經(jīng)無線通信方式傳輸?shù)街行恼荆⒆罱K判斷出故障區(qū)段。

1 10kV配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)

在10kV架空線的A、B、C三相線路上分別掛一個設(shè)備系統(tǒng)作為監(jiān)測點，其原理實現(xiàn)框圖如圖1所示。

圖1 故障定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

（1）電源提取模塊。它是從高壓線路上通過電流互感器直接提取電能從而給電路板上各個芯片提供穩(wěn)定的電源。

（2）零序電流相位的采集。首先，零序電流互感器在線路上提取零序電流，然后經(jīng)放大、整流濾波等一系列處理，通過GPS秒脈沖進行同步采樣，將采樣到的相位數(shù)據(jù)信息暫存。

（3）無線傳輸模塊。這部分包括近距離傳輸模塊和遠距離傳輸模塊，其中遠距離傳輸模塊只在B相線路上存在。短距離無線通信，線路上同一位置三相間數(shù)據(jù)的傳輸，主要任務(wù)是將A相和C相采集到的電流相位等信息傳到B相數(shù)據(jù)單元。遠距離無線傳輸是將數(shù)據(jù)傳送到中心站。

（4）中心站。對傳輸上來的數(shù)據(jù)進行分析，并定位算法，將故障呈現(xiàn)于人機界面。

2 傳輸通信方案

本系統(tǒng)的通信傳輸特點如下：①傳輸距離遠，2個設(shè)備節(jié)點的距離最遠可達1000 m。②每個通信節(jié)點具有固定性，即安裝好之后不需要移動。③每次傳輸都需要一定的數(shù)據(jù)比特流，因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量較大。針對本系統(tǒng)特點設(shè)計一種簡單適用的傳輸通信方案。

首先，介紹一下數(shù)據(jù)的傳輸方案。如圖2所示為數(shù)據(jù)的傳輸路徑圖：在主干線路上有2條分支，共有10個不同的通信節(jié)點，箭頭代表數(shù)據(jù)的傳輸方向，本系統(tǒng)采用的方案即利用GPS秒脈沖進行分時發(fā)送。其具體的傳輸過程如下述所示：剛開始各個節(jié)點均處于接收狀態(tài)，當?shù)?個GPS秒脈沖來的時候，節(jié)點1發(fā)送數(shù)據(jù)到中心站；當?shù)?個GPS秒脈沖來的時候，節(jié)點2發(fā)送數(shù)據(jù)通過節(jié)點1到中心站，此時，其他節(jié)點同樣處于接收狀態(tài)；以此類推，各個節(jié)點的數(shù)據(jù)都是通過逐跳方式傳送到中心站的，并且需要注意的是當某個節(jié)點處于發(fā)送狀態(tài)時，其他節(jié)點均處于接收狀態(tài)。另外，在遇到分支的時候，要進行分支上的數(shù)據(jù)傳輸，然后再傳送到主干數(shù)據(jù)。如圖2所示，當?shù)?個GPS秒脈沖來的時候，節(jié)點3先啟動發(fā)送，然后是節(jié)點4。

圖2 多跳傳輸方案

采用上述方案進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，我們需要解決以下問題：

（1）通信節(jié)點4進行發(fā)送時，它的目的是通過節(jié)點2將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼?，但?jié)點3也處于接收狀態(tài)，因此也能收到節(jié)點4發(fā)送的數(shù)據(jù)，而這是不允許的，只能由節(jié)點2接收數(shù)據(jù)。

（2）節(jié)點3的數(shù)據(jù)向節(jié)點2發(fā)送時，節(jié)點1可能也會收到，從而造成數(shù)據(jù)的重傳，影響傳輸效率。

（3）在分支處，節(jié)點4發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點2收、3不能也收到數(shù)據(jù)，同樣節(jié)點3發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點2收、4不能也收到數(shù)據(jù)。

為解決這些問題提供了一種思路就是對節(jié)點編碼地址的設(shè)計。首先，對各個通信節(jié)點進行5位數(shù)的地址編碼，前兩位用于表示主線與各個分支 （例如00表示主干線路，01表示第一條分支，02表示第二條分支等），后3位表示各個不同的通信節(jié)點，并從001開始依次遞增。在接受數(shù)據(jù)的時候只需判斷后3位數(shù)，只要比本身地址大1就接收，否則放棄。這樣就能解決上述提到的前2個問題。在分支問題上，將分支上第一個節(jié)點和分支點處于主干線上游第一個節(jié)點的后3位數(shù)設(shè)為相同的編碼，如圖2中，節(jié)點3和4的后三位數(shù)均是003。另外，還需注意在分支處若第3個秒脈沖到來時，為了確保是節(jié)點3啟動發(fā)送而不是4，我們設(shè)計了區(qū)別于編碼地址的設(shè)備編號，即數(shù)字1到10。當運行程序的時候，通過秒脈沖的計數(shù)判斷其是否等于本設(shè)備號，從而確定傳輸次序。

3 結(jié)語

本文的10kV配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)中的傳輸通信方案是在符合本系統(tǒng)的內(nèi)在和外在條件下設(shè)計而得，所以，針對不同故障定位系統(tǒng)的傳輸通信方案宜根據(jù)實際需求進行設(shè)計。

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