智能电网故障定位及在线监测系统研究

智能电网故障定位及在线监测系统研究

吴崇兴

（内蒙古华仁达科技有限公司010010）

摘要：我国智能电网的使用范围不断扩大，电网规模也在发展，技术得到进步，并且输电线路不断增加，输电线路一旦出现故障，会造成整个网络的故障，经济损失严重，对国民经济的影响是非常严重的，因此需要对输电线路进行更加准确的故障定位，掌握先进的故障定位方法，全面的提升故障处理速度，准确快捷的对输电线路进行测试，并设计必要的在线监控系统，及时发展问题，进行解决，提升输电线路的管理质量。本文对智能电网故障定位及在线监测系统进行研究，分析电网故障定位以及在线监控系统的技术以及使用技巧。

关键词：智能电网；故障定位；在线监控

智能故障监控系统运行的过程中通过智能化设备寻找不同的故障点，可以节省大量的人力以及物力，降低输电线路在故障运行中的各项经济损失，掌握更加全面的故障分析方式，减少输电线路在故障发现以及诊断时间。现阶段来讲输电线路是主要的输送方式，在使用的过程中也是比较专业的，借助设备保证线路的正常运行是设备管理的需要，也是经济发展的客观要求，需要对这方面进行全面的关注。

一、智能电网概述

（一）智能电网定义

智能电网是对电网的智能化处理，通过机计算机以及传感器等现代化的设备，对电网的设计以及运行方式进行改进，不再单纯的依靠人工维持正常的运行，而是借助先进的技术实现集成化、高速双通化的网络通信，维持电网运行的经济、环保以及高效，为电网提供更加安全的运行环境。

（二）智能电网故障定位的必要性

高压输电系统对于电网来讲是主要的组成部分，也是完成整体系统运行的命

脉，但是现实中因为使用率较高，容易发生故障，在未出现定位系统之前，工作人员需到现实环境中对故障进行查找，但是高压输电线路一般设置在空旷的荒野，依靠人工对故障进行查找整体效率较低，在恶劣的环境下容易对工作人员造成危险，线路维护系统的沉重负担。而采用故障定位系统则对这种情况进行改进，通精确的定位找出故障出现的问题，结合系统定位的位置进行故障查找，帮助电力系统更快的找到解决问题的方法，提升故障排除效率。

（三）智能电网在线监控的意义

因为电网大量的使用，造成故障发生率较高，对故障原因分析可以发现，大

部分故障出现原因为设备运行中的问题，为了防止电气设备在运行中的一些故障，可以通过在线监控的方式对电网中的电气设备进行监控，对整个电网的运行状态进行分析，为系统维修提供基础性的数据，防止在恶劣环境下对电网运行整体状态的影响，真正做到防止电网故障造成的大面积停电。在线监控系统不仅可以对电网运行状态进行监控，同时可以对线路可能出现问题方面进行监控以及预警，真正做到线路网络与自动化系统之间的结合，全面提升系统的整体运行质量。

二、智能电网故障定位及在线监测系统硬件设计

目前进行故障定位以及线路监控系统设计中，整个硬件设备是较为复杂，需要信号以及电缆较多，增加了设计的工作量，提升了维护以及使用的压力，因此整体系统使用效率较低，需要进行改进，具体措施包括：

（一）硬件系统方案设计

进行设计过程中需要确定信号监测以及定位系统的位置，可以利用被保护设

备在使用前的一些突变情况对线路情况进行监控，当设备值达到一定程度时，就会出现相应的脉冲信号，对脉冲信号进行处理，利用单片机的作用，进行示警，通过液晶显示器对发生时间进行分析，工作人员对显示器进行检查，掌握各项设备的运行状态，对故障性质以及种类进行分析，在故障结束后对监控设备进行复位，并且详细记录故障次数，掌握系统运行具体情况。

（二）硬件系统组成部分

如图一所示为硬件系统的组成部分，系统设计中通过电压传感器以及电流传感器将电网系统进行分析，及时发现电网在运行中的故障位置以及部位，并将信号通过信号传感设备进行传输，采用A/D传感器对信号进行转换，通过专业化的处理器对设备进行处理，将故障发生的位置进行全面的处理，获得必要的信号信息。之后将处理器与LED以及人机接口进行连接，采用通讯设备将获得的信号直接展示到显示设备上，完成整体的通讯过程。该系统在硬件方面设计的内容减少，包括电压传感器、电流传感器、信号调整电路、处理器、转换器以及必要的通讯设备，结构得到进一步的简化，是一种较为先进的硬件系统。

图一、硬件系统框架图

图二、软件设计系统

三、智能电网故障定位及在线监测系统软件设计

软件设计是定位以及监控系统是维持系统运行的重要组成，需要将系统工作思维与工作原理进行结合，通过计算机对模拟人工检测的运行过程，提升软件系统运行整体效果，具体方案如下：

（一）软件系统设计方案

智能电网故障定位及在线监测系统的软件设计主要包括设计、编码以及测试，软件设计是一个建模的过程，通过一系列的步骤建立不同的系统模型，将各项工作进行系统化的处理，首先需要保证整体模块的运行正常性，将参数进行合理配置，对系统进行初始化处理，之后进行数据以及信号的采集，将数据信息进行分析以及梳理，并将模数进行转化，通过CPU方位不同的端口确定系统运行的正常性，如出现检测键处于闭合状态则对信息进行传输，完成监测过程。

（二）软件系统具体设计

如图二所示为软件系统设计图，首先需要对系统进行初始化处理，对定时器、

串行口进行初始化赋值；对数据存储器（RAM）的地址指针赋予一个初始值；循环计数器赋予一个初始值；输入输出通道（I/O）地址指针赋予一个初始值；累

加校验和计数器赋予一个初始值、通道计数器赋予一个初始值、对整个系统进行初始化。之后设置必要的参数值，对设备中的部件值进行分析，制定出临界数值。采用计算机技术对数据进行采集，并使用不同的数据进行数据的整理以及分析，确定故障是否存在，对故障进行监控与判断。

结束语

智能电网故障定位及在线监测系统作为当前输电线路最重要的保护设备之一，已经成为目前国内外输电线路保护领域研究的一个重要课题。输电线路发生故障后，通过故障定位以及监控系统能够迅速准确地判别故障类型以及测定故障点位置，提升继电保护装置工作的可靠性、速动性、选择性，进而促进电力系统安全和经济运行。，提升智能电网的运行质量以及效率，促进我国电网的发展与进步。

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