數(shù)字無(wú)線通信在配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)中的應(yīng)用

周妮

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷進(jìn)步，數(shù)字無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為了當(dāng)前我們國(guó)家非常重視的問(wèn)題之一?，F(xiàn)如今我國(guó)電力行業(yè)正處于高速發(fā)展額階段，整體供電的區(qū)域越來(lái)越大，但隨之帶來(lái)的影響便是污染十分嚴(yán)重，一些位置在山區(qū)的電網(wǎng)很容易遭到雷擊，同時(shí)檢測(cè)難度也非常。基于這一情況，研究人員嘗試將數(shù)字無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用其中，從而對(duì)原有的問(wèn)題進(jìn)行處理。本篇文章將闡述系統(tǒng)內(nèi)部的基本組成，探討系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本原理，并對(duì)于數(shù)字無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用之后產(chǎn)生的效果發(fā)表一些合理的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：數(shù)字無(wú)線通信；配電網(wǎng)故障；定位系統(tǒng)；應(yīng)用

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部存在諸多不同的問(wèn)題，從而對(duì)其正常運(yùn)行帶來(lái)了一定的影響。為了解決故障多發(fā)的問(wèn)題，可以將數(shù)字無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用其中，以此提升整體的效果。

一、數(shù)字無(wú)線通信技術(shù)的種類

（一）紅外線傳輸技術(shù)

紅外線技術(shù)主要依靠紅外線完成信息數(shù)據(jù)的傳遞工作，受外部電磁波的影響很低，整體結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，造價(jià)也很低，因此得到了廣泛應(yīng)用。然而由于光本身具有指向性的特點(diǎn)，以此導(dǎo)致傳輸方向的范圍非常窄。不僅如此，傳輸距離較短以及容易到光熱敏物體的影響同樣使其主要缺點(diǎn)。[1]

（二）射頻無(wú)線傳輸技術(shù)

當(dāng)前射頻無(wú)線技術(shù)主要應(yīng)用的是nRF2402芯片，整體造價(jià)相對(duì)較高，同時(shí)硬件的復(fù)雜程度也比較高。不僅如此，由于很容易受到外部環(huán)境中的電磁干擾，因此便會(huì)對(duì)實(shí)際傳輸值帶來(lái)一定程度的影響。然而，由于能夠完成傳輸工作的實(shí)際距離通常都比較長(zhǎng)，即便沒(méi)有將其功率進(jìn)行擴(kuò)大也至少能夠完成100米左右的傳輸，因此對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)獲取測(cè)量值提供了諸多便利。

二、系統(tǒng)內(nèi)部的基本組成

通過(guò)相關(guān)資料可以了解，配電網(wǎng)故障系統(tǒng)內(nèi)部主要包括定位監(jiān)測(cè)器、GPRS傳控單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)主站。這其中，定位監(jiān)測(cè)器以及GPRS傳控單元主要通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，該網(wǎng)絡(luò)本身功耗非常低，因此應(yīng)用價(jià)值很高。同時(shí)計(jì)算機(jī)主站和GPRS傳控單元之間則又依靠光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，整體穩(wěn)定性非常高。整個(gè)設(shè)備基本上全部采用了低功耗的設(shè)計(jì)模式，依靠吸收太陽(yáng)能的方式獲取電量，促使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的智能性得到了有效提升，進(jìn)而無(wú)需再額外安裝電流互感器以及電壓互感器，減少了資金成本方面的投入。[2]

系統(tǒng)定位是根據(jù)監(jiān)測(cè)端接收到的波頭到達(dá)時(shí)差進(jìn)行分別單端測(cè)距，再通過(guò)一系列的比較，進(jìn)而對(duì)雷擊點(diǎn)和閃絡(luò)點(diǎn)是否一致進(jìn)行辨識(shí)以及對(duì)閃絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行定位。具體原理如圖1所示。主要包括雷擊點(diǎn)定位、雷擊點(diǎn)閃絡(luò)點(diǎn)一致性辨識(shí)與閃絡(luò)點(diǎn)定位兩個(gè)步驟。

（一）雷擊點(diǎn)定位

（三）系統(tǒng)總體框圖

系統(tǒng)構(gòu)成框架如圖3所示。

三、系統(tǒng)正常運(yùn)作的主要原理

（一）監(jiān)測(cè)技術(shù)層面

現(xiàn)階段來(lái)看，應(yīng)用范圍最廣的便是KLD故障監(jiān)測(cè)器，該設(shè)備突破了早期故障指示器的技術(shù)種類，從而能夠?qū)⒐收现甘酒骱虵TU有機(jī)結(jié)合在一起，促使二者的功能都可以得到有效發(fā)揮，進(jìn)而完成數(shù)字化發(fā)展。不僅如此，再將FTU本身的特殊功能應(yīng)用其中，采取全新的量化檢測(cè)方式，對(duì)整個(gè)線路之中各個(gè)點(diǎn)區(qū)的負(fù)荷電流、短路電流展開(kāi)監(jiān)測(cè)，并將獲取的信息資料及時(shí)上傳到主站系統(tǒng)之中。相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，該系統(tǒng)甚至還能在電網(wǎng)沒(méi)有停電的情況下實(shí)現(xiàn)所有調(diào)試的操作。KLD監(jiān)測(cè)器依靠操縱桿完成全部安裝工作，內(nèi)部的數(shù)據(jù)單元全部裝在桿塔的位置，并從外部吸收太陽(yáng)能完成供電，無(wú)需再裝電壓互感器。除此之外，由于和一次線路之間并沒(méi)有直接完成電氣連接的工作，因此并不會(huì)為其帶來(lái)不必要的安全隱患。

（二）通信方式層面

KLD故障監(jiān)測(cè)器在實(shí)際通信方式方面主要依靠GPRS網(wǎng)絡(luò)完成，相比于當(dāng)前應(yīng)用率非常廣的光纖通信，其基礎(chǔ)投資成本非常低，因此可以歸類為免維護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)還能在一定程度上減少后期網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及日常維護(hù)工作的費(fèi)用投入。在應(yīng)用了數(shù)字無(wú)線技術(shù)之后，系統(tǒng)可以可以直接將收集的信號(hào)內(nèi)容傳輸?shù)较嚓P(guān)工作人員的手機(jī)中。由于其本身?yè)碛须娏鳒y(cè)量、故障辨別、開(kāi)關(guān)信號(hào)以及告警信息上傳的基礎(chǔ)功能，因此已經(jīng)基本上達(dá)到了正常使用的基本要求。

四、具體應(yīng)用的情況和實(shí)際效果

在應(yīng)用了無(wú)線通信技術(shù)之后，故障定位系統(tǒng)已經(jīng)得到了一定程度的發(fā)展，因此便需要對(duì)其在正常環(huán)境下的運(yùn)行效果進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)出現(xiàn)的幾次故障觀察可知，該系統(tǒng)基本上已經(jīng)能夠有效判斷具體故障區(qū)段的實(shí)際位置，將停電的時(shí)間大幅度降低，從而降低了工作人員的負(fù)擔(dān)，促使運(yùn)行的效率不斷提升。

五、未來(lái)的發(fā)展方向及前景

一般而言，由于具體定位的區(qū)域處于分段斷路器之間，實(shí)際距離比較遠(yuǎn)，因此很難前往現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)操作。而在應(yīng)用了無(wú)線通信技術(shù)之后，終端在獲取時(shí)間間隔的密度層面得到了有效提升。因此在未來(lái)，該系統(tǒng)還需要盡可能實(shí)現(xiàn)全功能配網(wǎng)自動(dòng)化，以此確保遙測(cè)、遙信以及遙控的功能都可以得到有效實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而滿足遠(yuǎn)程檢測(cè)的基本要求。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了促使配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)能有更好的發(fā)展，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)嘗試將數(shù)字無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用其中，促使其能夠更好地完成定位工作，提升運(yùn)行的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王晨，吳俊勇，圖爾蓀·依明，等.基于無(wú)線通信的配電網(wǎng)單相接地故障定位系統(tǒng)及其動(dòng)模實(shí)驗(yàn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2017（8）：2280-2285.

[2]劉強(qiáng)強(qiáng)，李巖松，楊以涵，等.無(wú)接觸數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在配電網(wǎng)故障定位的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，37（12）：89-93.

[3]吳振華，郎兵，辛麗玲.基于GPRS的配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)的通信改進(jìn)方法[J].中國(guó)電力，2016，47（5）：155-159.