高壓線路故障檢測系統(tǒng)分析

苗 雙

高壓線路故障檢測系統(tǒng)分析

苗 雙

智能電網(wǎng)故障檢測系統(tǒng)能快速檢測出高壓電網(wǎng)的故障點，可以做到實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障點，提醒相關(guān)人員維護，從而改善了傳統(tǒng)電網(wǎng)故障檢測完全依靠大量人力物力的局面。

系統(tǒng)背景

高壓線路故障檢測系統(tǒng)技術(shù)源自物聯(lián)網(wǎng)射頻識別技術(shù)和溫度傳感技術(shù)的研究，其發(fā)展目標是讓電網(wǎng)故障的檢測做到快速、準確和預防。這一研究應用于智能電網(wǎng)的監(jiān)控，其原理是通過溫度傳感電子標簽將溫度數(shù)據(jù)無線傳輸給電腦處理終端，監(jiān)控軟件上面做到對電網(wǎng)的實時監(jiān)控，從而使傳統(tǒng)的人工故障檢測長出了“千里眼”，使“高壓線路故障檢測”計算機成為人的大腦，這一根本性的改變，極大方便了高壓電網(wǎng)故障的檢測，使智能電網(wǎng)故障檢測具有更高的智能化，節(jié)省了大量的人力、物力，同時必將全面提升高壓電網(wǎng)檢測的安全性。

電網(wǎng)既是電力市場的載體，又是關(guān)系國計民生、涉及國家安全和社會穩(wěn)定的基礎設施。發(fā)電廠和用電設備通過電網(wǎng)連接在一起，構(gòu)成一個不可分割、協(xié)調(diào)運行的整體。電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)和電力用戶在保證電網(wǎng)安全方面都發(fā)揮著重要作用，擔負著重大責任。電網(wǎng)事故不僅給電力企業(yè)帶來損失，更重要的是會對國民經(jīng)濟和整個社會穩(wěn)定及人民生活造成嚴重影響，這是其他行業(yè)的事故無法比擬的。2008年初的南方雪災充分證明了這一嚴酷的事實。當年，雪災還引起了黨中央、國務院領(lǐng)導的高度重視，胡錦濤總書記指出：“有備才能無患，應吸取2008年雪災的教訓，認真研究電力系統(tǒng)安全問題，完善應急處理機制，確保電力生產(chǎn)和輸配電的安全”。我們要按照胡錦濤總書記的指示要求，強化管理，深入分析研究電網(wǎng)事故原因，采取有效的預防控制措施，加快高壓輸電線路絕緣安全預警信息系統(tǒng)建設，建立一個有效的風險防范機制，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。

在電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)外絕緣水平不足是導致事故的最主要因素。由于長期經(jīng)受機電負荷，日曬雨淋、冷熱變化等作用，使高壓線溫度發(fā)生變化，如果采取相應的措施就造成了事故的發(fā)生。那如何才能時時監(jiān)控到高壓線溫度的變化呢？針對以上提出的問題，我公司推出了基于2.4G遠距離射頻卡“高壓線路故障檢測系統(tǒng)”解決方案。

圖1：高壓線路故障檢修系統(tǒng)分布形象圖

圖2：系統(tǒng)元件圖

系統(tǒng)組成

高壓線路檢測系統(tǒng)是以物聯(lián)網(wǎng)和溫度傳感技術(shù)為基礎，用戶可以設置某些特定的規(guī)則，系統(tǒng)利用故障處溫度的變化，通過溫度傳感器把溫度傳給電子標簽，電子標簽把信號發(fā)給讀卡器，讀卡器又通過GPRS把信號傳給監(jiān)控中心，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)控的節(jié)點溫度過高，系統(tǒng)能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報并提供有用信息，從而能夠更加有效的協(xié)助電力檢修人員處理故障，最大限度的降低檢修時間和損失。（系統(tǒng)分布圖如圖1所示）

系統(tǒng)組成元件

高壓線故障檢測系統(tǒng)是由模塊化的設計組合而成，整個系統(tǒng)主要由溫度傳感標簽、GPRS遠距離讀卡器、太陽能供電設備、報警器、電腦、高壓線路故障檢測軟件組成。（見圖2）

主要設備功能

溫度電子標簽主要功能是實現(xiàn)對高壓線路關(guān)鍵節(jié)點處的溫度監(jiān)控，溫度傳感器收集關(guān)鍵節(jié)點處的溫度，通過電子標簽發(fā)送給GPRS讀卡器。

帶GPRS讀卡器是一臺遠距離讀卡設備，將讀到的溫度電子標簽的相關(guān)數(shù)據(jù)通過GPRS無線傳輸?shù)诫娔X內(nèi)。

太陽能供電設備是給GPRS讀卡器供電使用的，保證GPRS在任何時候都能給正常工作。

報警器是安裝在高壓線路監(jiān)控中心的設備，高壓線路出現(xiàn)故障后，由電腦發(fā)出相關(guān)指令啟動報警器，提醒相關(guān)檢修人員及時處理。

電腦是安裝高壓線路故障檢測軟件的載體，通過軟件將相關(guān)數(shù)據(jù)處理后，告之檢修人員高壓故障哪里出問題了。

管理軟件是用來處理讀卡器發(fā)送來的大量數(shù)據(jù)，監(jiān)控相關(guān)數(shù)據(jù)是否異常，給報警器發(fā)出報警指令。

系統(tǒng)功能

高壓線路重要節(jié)點檢測

高壓線路重要節(jié)點檢測可以檢測高壓線路在運行當中，因電壓、電流過大而造成的高壓線路過載，從而使節(jié)點處的溫度過高造成高壓線路被燒斷。

高壓線故障快速定位

高壓線故障快速定位可以做到故障發(fā)生后1分鐘內(nèi)知道高壓線路具體哪個地方溫度過高被熔斷。

報警功能

當高壓線路出現(xiàn)故障后，軟件發(fā)出相關(guān)指令啟動報警器，提醒相關(guān)檢修人員維護。

系統(tǒng)優(yōu)勢

遠距離：閱讀距離50米以內(nèi)輕松實現(xiàn)。由于按考勤地點的實際情況，讀卡距離可設定。

運行穩(wěn)定：有源卡閱讀距離穩(wěn)定，不易受周邊環(huán)境影響。使用頻道隔離技術(shù)，多個設備互不干擾；

支持高速度移動讀?。簶俗R卡的移動時速可達200公里/小時。

高可靠性：環(huán)境溫度-40℃-85℃內(nèi)能完全正常運行（MTBF≥70000小時），尤其是在北方低溫和南方高溫狀態(tài)下更顯優(yōu)勢，可以有效抵抗惡劣環(huán)境下空氣中的高粉塵和污染物以及陰雨等環(huán)境下，能夠保證設備正常使用。加密計算與認證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解；

高抗干擾和防雷設計：對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求，滿足工業(yè)環(huán)境要求，安裝方便簡單。全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費；

超低功耗：使用壽命長，平均成本低，并且對人體安全、更健康，無輻射損害?？膳渲梦⒉K工作方式，發(fā)射功率可調(diào)；

多識別性：可以同時識別200個以上標示，如果現(xiàn)場有多于200個以上的標示，我們也有辦法進行處理。

系統(tǒng)應用

以前高壓線路故障檢測需要大量的人力、物力，單靠電力檢測人員很難在復雜的高壓電網(wǎng)中檢測到故障的關(guān)鍵點，高壓線路故障的檢測效率非常低，并且給高壓線路檢修人員增加了生命危險?，F(xiàn)在采用高壓線路故障檢測系統(tǒng)后，系統(tǒng)對高壓線關(guān)鍵節(jié)點進行監(jiān)控，及時、高效發(fā)現(xiàn)問題，處理突發(fā)線路故障，從而大大提高了高壓線路故障檢修的效率，為社會挽回了巨大的損失。

高壓線路故障檢測系統(tǒng)具有全線路關(guān)鍵節(jié)點檢測、全區(qū)域檢測、線路過載檢測、線路節(jié)點溫度過高檢測、線路故障報警等功能。

結(jié)束語

由于高壓線路故障檢測對環(huán)境適應性非常的強，能夠經(jīng)受高溫、高壓、低溫天氣的考驗，目前高壓線路故障檢測系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于高壓線路故障檢測等場所，服務于高壓線路檢修等應用。

作者單位：蘇州木蘭電子科技有限公司