配網(wǎng)架空線路實時監(jiān)測系統(tǒng)

符方炫

摘要：配網(wǎng)架空線路故障停電仍然是影響配網(wǎng)正常運行和居民正常用電的最主要原因。目前已經(jīng)有多種辦法來預(yù)防、減少配網(wǎng)線路故障停電，最先進的就是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。配網(wǎng)自動化是通過配電終端（FTU/DTU/TTU）在線路.上不同位置的部署安裝，通過主站系統(tǒng)對配電線路進行管控，但由于配電終端的安裝位置造成部分情況復(fù)雜的配電線路，故障停電多發(fā)，并且故障時，難以確定故障位置，給搶修工作帶來極大地困難。為此，在運行線路上部署故障實時定位及監(jiān)測系統(tǒng)就成，為一種行之有效方法，通過系統(tǒng)對故障特征信息的監(jiān)測、采集、計算、分析，實現(xiàn)對短路故障、接地故障、斷線故障等故障快速準確檢測并定位線路故障位置。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng);架空線路;實時監(jiān)測

一、項目內(nèi)容

項目目的：實現(xiàn)實時實地檢測，遠程監(jiān)控配網(wǎng)中低壓架空線路周圍是否存在有障礙物如樹障等，從而避免因此而引發(fā)的電力故障隱患。

項目宗旨：提供配網(wǎng)中低壓架空線路準確的監(jiān)測信息以提高工作效率。

研究內(nèi)容：本設(shè)備分為下位機障礙檢測端和上位機監(jiān)測控制端，下位機負責(zé)監(jiān)測中低壓架空線路上的樹障信息，閾值范圍內(nèi)將報警信息上傳最終由主機匯總信息，并發(fā)送到上位機進行信息記錄、處理。太陽能供電節(jié)能環(huán)保，供電穩(wěn)定環(huán)境適應(yīng)性強，基本不需要人員維護降低成本距離檢測采用一體化超聲波測距模塊，工業(yè)級標(biāo)準設(shè)計，采用收發(fā)一體的防水帶線探頭，運用非接觸試超聲波探測技術(shù)設(shè)計而成。檢測范圍在20-800cm的距離，檢測范圍廣，環(huán)境適應(yīng)能力強;數(shù)據(jù)傳輸模塊選用GPRS/GSM模塊，信號覆蓋廣數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，電池電量檢測功能實時監(jiān)測電池的電量保障系統(tǒng)運作的穩(wěn)定性，上位機數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)友好的人機交互。分機安裝采用不銹鋼圈抱箍結(jié)構(gòu)，固定在輸電線桿上的方式，可適應(yīng)各種粗細的輸電線桿，各種高度的安裝位置。

二、應(yīng)用前景

在配網(wǎng)線路的規(guī)劃中，處于方便施工和便于維護的考慮，中低壓架空線路都盡可能的沿著道路。由此便帶來了線路下方的樹木有可能觸及到線路，導(dǎo)線與樹枝接觸處放電，電流沿樹流入大地，嚴重時會燒傷導(dǎo)線，而且使樹身帶電，人接觸樹時會危及人身安全;樹枝同時碰著兩條導(dǎo)線，會造成線間或相間短路，同時刮風(fēng)時尤其臺風(fēng)天氣樹木接觸導(dǎo)線加速電力導(dǎo)線的磨損;電力線路對其接觸的樹木放電，使電力線路損耗增加?；谶@些問題供電企業(yè)每年都會投入大量的資金和人員對電力線路進行巡檢清障，對可能造成事故的樹障隱患進行砍伐修剪，但是在尋找安全隱患時目前就是靠維護人員的巡邏和群眾的反饋，不僅效率低、投入大而且有可能存在漏檢的情況，經(jīng)常發(fā)行線路故障停電。

為了解決這個實際性的問題我們提出了配網(wǎng)架空線路隱患實時監(jiān)測系統(tǒng)，主要亮點是供電采用太陽能供電的隱患障礙檢測系統(tǒng)，信息無線傳輸?shù)絇C端實現(xiàn)實時實地檢測，遠程監(jiān)控，電子模塊可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。無論是臺風(fēng)等惡劣天氣，還是線路電桿出線傾斜倒桿我們都可以通過系統(tǒng)第一時間收到反饋，進而進行消缺。架空線路嵌入式隱患實時監(jiān)測系統(tǒng)不僅節(jié)省了維護運營成本，還保障數(shù)據(jù)檢測全面性。

三、項目采用的技術(shù)原理

利用嵌入式環(huán)境語言開發(fā)制作成套系統(tǒng)，設(shè)計出適合大規(guī)模安裝應(yīng)用在中低壓架空線路的隱患監(jiān)測系統(tǒng)。架空線路嵌入式隱患實時監(jiān)測系統(tǒng)組成：隱患檢測的下位機系統(tǒng)，遠程監(jiān)控的上位機系統(tǒng)。用于隱患檢測的下位機系統(tǒng)下位機由太陽能供電、CPU數(shù)據(jù)處理傳感器距離檢測、GPRS/GSM信息傳輸模塊組成;采用太陽能供電節(jié)能環(huán)保，供電穩(wěn)定環(huán)境適應(yīng)性強，基本不需要人員維護降低成本;距離檢測AJSR04M一體化超聲波測距模塊，工業(yè)級標(biāo)準設(shè)計，采用收發(fā)一體的防水帶線探頭，運用非接觸試超聲波探測技術(shù)設(shè)計而成。檢測范圍在20-800cm的距離，檢測范圍廣，環(huán)境適應(yīng)能力強;數(shù)據(jù)傳輸模塊選用GPRS/GSM模塊，信號覆蓋廣數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，主控選用STM32F103RET6主控芯片程序方面，采集超聲波傳感器的數(shù)據(jù)并處理，根據(jù)設(shè)置的閾值信息判斷是否上傳報警信息，檢測電池電量，如果電壓過低時報警，并停止外設(shè)工作直到有充足電量后在重新啟動并上傳信息到上位機端提醒，提高數(shù)據(jù)的可靠性。用于隱患檢測的上位機系統(tǒng)通過RS422工業(yè)串口通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸獲取數(shù)據(jù)，將獲取的數(shù)據(jù)進行分析對比，獲取是否需要進行報警，若需要報警，則上位機發(fā)出警報聲和屏幕閃爍直到運維人員發(fā)現(xiàn)并處理為止，若無報警，記錄數(shù)據(jù)到Excel表保存。上位機系統(tǒng)可以根據(jù)實際需求，遠程設(shè)定距離檢測閾值，確認自動獲取數(shù)據(jù)信息的間隔時間，確認每個檢測點的狀態(tài)信息，獲得每個檢測點的系統(tǒng)運行情況并顯示在界面上，方便運維人員進行記錄。

四、技術(shù)關(guān)鍵點及創(chuàng)新點

設(shè)計滿足架空線路嵌入式隱患實時監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)特點：該項目使用嵌入式開發(fā)環(huán)境制作系統(tǒng)，供電系統(tǒng)選用太陽能可充電電池，不僅綠色環(huán)保而且減少了設(shè)備維護的人員成本;數(shù)據(jù)傳輸采用GPRSGSM無線傳輸組網(wǎng)，信號覆蓋面積廣，數(shù)據(jù)傳輸可靠穩(wěn)定;電腦上位機端可遠程監(jiān)控中低壓架空線路是否存在安全隱患以達到提高運維人員工作效率的目的。

在下位機安裝時在電線桿上安裝三個超聲波測距模塊實現(xiàn)全方位檢測隱患障礙到電桿的距離，一旦檢測距離小于預(yù)先設(shè)置的閾值，下位機將會產(chǎn)生報警信息通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)缴衔粰C顯示和處理，實現(xiàn)產(chǎn)品的功能;數(shù)據(jù)傳輸模塊選用GPRSGSM模塊，信號覆蓋廣數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，主控選用STM32F103RET6主控芯片程序方面，采集超聲波傳感器的數(shù)據(jù)并處理，根據(jù)設(shè)置的閾值信息判斷是否上傳報警信息，檢測電池電量，如果電壓過低時報警，并停止外設(shè)工作直到有充足電量后在重新啟動并上傳信息到上位機端提醒，提高數(shù)據(jù)的可靠性。用于隱患檢測的上位機系統(tǒng)通過RS422工業(yè)串口通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸獲取數(shù)據(jù)，將獲取的數(shù)據(jù)進行分析對比，獲取是否需要進行報警，若需要報警，則上位機發(fā)出警報聲直到運維人員發(fā)現(xiàn)并處理。

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（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江供電局）