故障定位系统综述
第一章系统设计概述
1.1系统概述
本项目利用现代科技、电子信息和通信技术，对配网线路的短路和单相接地故障进行监测，能迅速给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性。该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。
本系统基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和现代通信技术，在配网故障后，它能够在故障后的几分钟内将故障线路和故障地点等信息通过GSM网络传送至控制中心的计算机，在屏幕上显示出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电
1.2系统实施意义
配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又对应着不可估量的社会效益。配电网故障自动定位作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。
配电系统因为分支线多而复杂，在中国发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障查找在中国虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高。
故障定位系统是基于故障指示器技术和GIS（地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种短路故障点的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合，给出故障位置和故障时间的指示信息，帮助维修
人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性，同时大大减少故障巡线人员的劳动强度，提高工作效率。
1. 3层次结构
故障定位系统由以下几部分组成：安装在局内的主站（后台）监控系统、安装在线路上的故障指示器及故障信号接收处理的数据转发站、安装在变电站内(或线路上配电变压器附近)的配电自动化柜、提供中心站和数据转发站之间通信联系的通信系统。
1. 4与其他系统的互联 系统具有标准的对外接口和通信协议，便于与目前的GIS 和DMS 系统进行对接，实
现故障信息共享。 信息数据的共享可以通过通信进行数据交换实现，也可以通过共享数据库的形式实现。
通过通信实现时，系统通过RS-232口，以IEC8705-101协议向其他系统汇报故障信息
（故障点位置和发生时间）；通过共享数据库实现时，系统主站直接将故障信息以特定格式
写入数据库，供其他系统调用。
1. 5系统的原理
整个系统图如下图所示：
中心站部分：
设备组成：由计算机、系统软件、应用软件、中心站、UPS 等组成 通信系统：
设备组成：由GSM 网络、短信息通信故障探测部分： 设备组成：由信号发生装置、
故障探头、故障指示器组成
故障探头（FD ）安装在各线路分支处的分支线上,系统出现短路或单相接地故障时，故障探头检测到短路故障电流，驱动显示回路，给出当地指示。同时架空线路的故障指示器通过内置的短距离无线通讯装置，将动作信号传送给相隔2-30m 的数据转发站。数据转发站安装在线路的分支处，通过无线接收装置，可以接收6只故障探头（分别在两个分支的6相线路上）发送过来的动作信息。数据转发站具有独立的电源和标准的通讯接口（RS232），在收到动作信息后，将地址信息和故障信息通过通讯口，借助于GSM 网络，发回中心站。电缆系统的故障指示器将故障信息通过本地光纤网送给FTU ，FTU 利用GSM 网将该信息发给中心站。
通讯系统可借助于GSM 网络，在数据转发站和主站处配备具有RS232接口的可接入GSM 网络
的无线通讯模块，为中心站系统及各数据转发站建立通信联系。中心站接收数据转发站发来的信息，并将故障信息送给主站。
主站监控软件将从中心站接收到的这些故障信息，进行网络拓扑计算分析，容错处理，显示故
障点地理位置信息，运行维修人员可以根据这些信息直接到故障点排除故障。
为检测中性点不直接接地系统的单相接地故障，需要增加一个配电自动化柜，用于在单相接地
故障发生时在变电站自动向相应线路注入用于单相接地故障探测的信号。 1. 6系统的特点
FD ： Fault Detector 故障探头 图
系统特点可以归结为以下几点：
1．采用GSM进行通信，降低用户的通信系统维护费用
2．数据转发站采用微功耗设计，简化了安装工作，减少传统取能方式（安装PT）给系统带来故障隐患的可能
3．系统可以实现工厂化生产，减少现场通信调试工作
4．系统自成体系，既可独立运行，也可与GIS和DMS系统互连，实现数据共享
5．特殊的低功耗设计，使等候功耗仅为20mW
6．完善的主站容错软件，使系统出现某些故障时，依然能够正确判断故障位置，并防止误报
7．GIS支撑环境，使故障可以进行直观的显示
8．可靠的数据转发站和中心站系统，即使在主站不能正常工作的情况下，也可以保证信息不被丢失
9．强的抗恶劣环境性能，探头和子站可以在-30~70度的环境下正常工作
1.7系统的环境条件
系统的使用环境：
户外部分：子站工作温度-30?C~70?C，湿度5%~95%，无凝露
探头工作温度-45?C~70?C
户内部分：主站工作温度0?C~55?C，湿度5%~95%，无凝露
中心站工作温度-10?C~70?C，湿度5%~95%，无凝露
通信部分：GSM信号覆盖到的区域
1.8系统的标准和设计思想
1.8.1 标准
本系统依据以下标准：
《远动终端通用技术条件》GB/T13729
《地区电网调度自动化功能规范》DL/T550
《配电自动化系统远方终端》DL/T721
《配电自动化系统功能规范》DL/T814
《循环式远动规约》DL451
《电信设备和系统的高低频电磁兼容性改善技术要求》YDC 029
1.8.2 设计思想
（1）系统的目的是解决在分支较多、结构复杂的配电网中查找接地和短路故障点较难的问题，为线路维护人员在短时间内提供直观、可靠的故障信息。
（2）系统安装方便，便于带电操作，安装维护不影响正常供电。
（3）采用GSM进行信息传送，降低用户自建通信系统的费用和对通信系统的日常维护。
（4）数据转发站采用微功耗设计，避免系统设备与线路一次设备有直接的电气连接，减少系统故障点，降低系统造价，提高系统的可维护性。
（5）主站采用GIS背景的显示方法，使故障点显示的更加清晰和直观。软件设计上，采用了面向对象的技术，大大提高了软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。
（6）在目前配网自动化系统的其他软件（如GIS，DMS）不太成熟的情况下，系统自成体系，尽量避免故障判断、显示、存储对其他系统的依耐性。
第二章主站系统
故障定位系统主站系统的主要作用是搜集中心站传送的故障信息，对其进行纠错、校正后，通过网络拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，并在GIS的地理背景上进行显示，给出直观的故障信息，同时进行记录和保存，便于以后查找。
2.1主站系统的技术原则
主站系统依据的原则是：
（1）具有友好的人机界面，便于运行人员的使用、故障查询和日常维护。
（2）采用基于MAPOBJECT的地理信息系统，对系统资源占用小，更有利于系统软件的稳定运行。
（3）采用了面向对象的技术，大大提高了软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。
（4）系统支持windows2000等目前主流操作系统，具有声、光报警等明显提示。
2.2主站系统的总体结构
主站系统的总体结构可以表示成如下的形式：
该系统采用层次式结构，硬件/软件平台主要用来实现程序启动、通信物理链路层处理，得到的数据进行校验处理后进入数据库（实时数据库、历史数据库和GIS数据库），这些数据库的数据结合配电网的网络模型和SCADA系统，在FLS应用系统中进行容错判断、修补等处理后，在GIS背景系统中进行显示，同时驱动声光报警装置，并生成相应的报表、记录等。2．3主站系统的硬件配置
主站硬件具体配置如下：
1台华北工控RackMount PC工控机：
CPU 为PIII 600
?512 MB主存
?80GB硬盘
?48倍速光盘驱动器
?2*10MB/100MB自适应网卡
?1台17”的液晶显示器
2．4主站系统软件的功能介绍
主站的主要功能有：
1．故障指示器动作信息和网络拓扑数据的实时搜集
故障定位系统在收集故障指示器动作信息和网络拓扑数据时，要遵循以下两个基本原则：
●故障指示器动作信息的完整性原则
一般来讲，各故障指示器的动作信息到达通讯主站的时间是不同步的，在一个采样周期内采集到的故障指示器动作信息很可能是不完整的。因此，该系统假
定：如果在若干个周期内没有新的故障指示器动作信息到达，则故障指示器动作
信息已经搜集完整。这样，即使在系统发生多重故障时，也能够保证故障指示器
动作信息的完整性。
●故障指示器的动作信息和网络拓扑数据的一致性原则
由于故障指示器的动作信息和开关动作到达通讯主站的时间也是不同步的，而故障定位是以故障前的网络拓扑状态为基础的。因此，系统在实时数据采集时
随时保留故障前的开关状态，待搜集到完整的故障指示器动作信息时，作为拓扑
分析的基础。
2．故障通路和故障点的查找
故障通路和故障点的确定是故障定位系统主站软件的核心。首先，输入故障前网络的开关状态和故障指示器的动作信息，调用拓扑分析程序，从网络中提取
各条馈线包含的支路，并按照宽度优先法扩展支路的次序将其保存在一个双向链
表中。接着，对每条馈线，从线路末端开始查找出最后一个判断为正确动作的故
障指示器，对应的支路即为故障点。
3．纠错和补漏
通讯主站在采集故障指示器动作信息时，偶尔会出现误报和漏报，故障指示器本身也会出现异常。因此，纠错和补漏是故障定位系统的一个必不可少的组成
部分。本系统设计了一个智能纠错模块，它在网络拓扑分析过程中，不但可以有
效地滤除错报的指示器信息，而且可以自动填补漏报的指示器信息。
4．GIS支撑平台
故障定位系统以地理信息系统GIS为图形支撑平台，既可以单独运行，也可以作为DMS的一个高级应用与SCADA系统集成。系统的核心算法（如拓扑分
析、故障查找、纠错和补漏）是采用组件技术实现的，GIS平台采用了MapObjects
2.0组件。除了基本的GIS功能，如显示、放大缩小和漫游等，本系统在GIS平
台上实现了如下特有的功能：（1）以不同的颜色显示故障通路；（2）不断闪烁故
障支路直至调度员清除；（3）以不同的颜色显示动作不正确的故障指示器以提醒
调度员；（4）保存、打印故障信息以便故障重演和分析。
第三章中心站
可靠性指标：
CPU负载＜12％
系统MTBF ＞20,000小时
主要设备的寿命正常使用年限10年
电气性能指标：
电源输入
电压220VAC/DC
功耗＜3W
串行接口对外：2个带隔离RS232，2个带隔离RS485/RS232
以太网接口1个带隔离的10BASE-T
环境温度-40℃～75℃
相对湿度5% ～95%
电源耐浪涌电压2000V
外形及安装尺寸：
标准机柜19英寸宽、2U高
整体重量：
净重：≤2kg
第四章数据转发站系统
架空线的数据转发站一般安装在线路分支点处，它能接收两个分支共6个FD的编码信息，它与FD的关系是1个子站对3只（主干线）或6只（分支点）为一组，收到的动作信息通过处理后，经过地址编码和时序控制，由GSM通信模块发射出去。
电缆系统可以用分离式故障指示器SFI-SR与装在线路上的FD配套使用，FD检测到故障后，送出编码信号，与之相配套的SFI-SR接收到信号后进行解码，给出故障信息指示，同时驱动继电器触点改变原状态。继电器触点的正常状态，可由用户根据需要自己整定，当设为常
开触点输出时，则故障后触点自动闭合；如设为常闭触点，则故障后触点由闭合自动转换为开断状态。将其与FTU配合使用，可通过FTU集中将信号用GSM通信送回监控中心，
4.1数据转发站系统简介
数据转发站系统如下图所示。
整个系统由接收板、数据转发站站控制板、GSM通信板构成，接收板接收探头发送的无线编码信号，经过解码后送给数据转发站控制板，数据转发站控制板进行解密和比较验证，确认信息是否是该数据转发站管辖的探头发送的故障信息，如果是，则通过串口将信息传送给GSM通信板，否则，放弃该信息。GSM通信板得到该信息后，以短消息的方式将该信息传送给主站系统。
4. 2数据转发站系统的技术特点
数据转发站系统的技术特点为：
1．短距离无线传输信息，避免系统与一次设备直接接触，减小该系统的安装给一次系统增加故障点的可能性。
2．微功耗设计，采用微功耗MCU和特殊唤醒模式，减小系统的功耗，减轻后备电源的压力。
3．每帧信息长达66位，其中包括34位的固定信息，32位的跳变信息。最大密码量为
7.38×1019。因此可以有效防止误动
4．完善的电源管理系统，可以最大限度的延长后备电源的使用寿命和待机时间。
5．精密的温度控制系统，保证系统在-30?C~70?C时正常运行。
4. 3数据转发站的功能
数据转发站的功能有：
1．接收探头发射的故障信息调制的无线信号并进行解调
2．电缆系统子站接收光纤传来的光信号并将其转换为开关信号
3．对解调后的信号进行解密计算并判断是否正确
4．将故障信息以短消息的方式发送给主站系统
5．对后备电源的充放电进行管理
6．数据转发站工作环境调节
4. 4数据转发站配置
数据转发站配置如下：
无线信号接收头：有效距离：>20m
GSM通信模块：双频GSM 模块执行ETSI GSM Phase 2+的标准类别4（2W @
900MHz），类别1（1W @ 1800/1900MHz），外部3V/5V SIM 4. 5数据转发站系统技术指标
4.5.1 实时性指标
无线解码扑捉故障时间：故障后2秒钟
GSM信息发送：故障后2分钟
4.5.2 可靠性指标
每桢信息长66位，密码量为7.38×1019
GSM可靠发送率：99.99%
4.5.3 系统运行环境
户外：-30?C~70?C，湿度5%~95%，无凝露
户内：-30?C~50?C，湿度5%~95%，无凝露
第五章故障探头
5. 1简介
THFI系列智能型线路故障指示器是可以指示线路故障电流通路的装置。使用线路故障指示器，可快速确定相间短路及接地故障区段。该产品被广泛应用于油田、城市的架空、电缆线路或与开关柜、箱变等一次设备配套，可迅速、准确判断故障线路和故障点。该产品采用微功耗、高性能微控制器作为信号处理单元，利用现代的数字信号处理技术对故障信息进行识别，与目前市场上的采用模拟电路的故障指示器相比，具有可扩展性强、一致性好、性能稳定、精度高、抗干扰能力强等优点。使故障分支上的FD在故障后被触发，给出红色显示，同时将其数字编码信号通过短距离发射单元，以无线电波的方式发射出来，通讯距离在20～30m之间。FD可以安装在架空线、电缆等线路或开关柜的母排上。
5. 2技术特点
电力系统正常运行时，负荷电流经常发生变化，但变化幅度一般不会很大。而当发生短路故障时，线路电流突然增大，然后在继电保护的作用下，出口断路器闸断电，线路电流又
降为零（图2）。故障探头FD 的短路检测部分就是根据这个特征设计的。它的工作原理是：根据短路时的特征，通过电磁感应方法测量线路中的电流突变及持续时间判断故障。因而它是一种适应负荷电流变化，只与故障时短路电流分量有关的故障检测装置。它的判据比较全面，可以大大减少误动作的可能性。如：当系统运行结构变化，负荷变大时（图5-1），尽
管电流很大，但无电流突变，故不动作；当有大的负荷投切，电动机负荷的投入时（图5-2），虽然有电流正突变，但电流增大后未降为零，故不动作；当系统中出现短时励磁涌流（图5-3）时，因大电流持续时间较短，也不动作；当投大负荷后，人为停电时（图5-4），因大电流持续时间较长，也不动作。
□ 在线运行 直接安装在电力线路(架空线，电缆及母排)上，可长期户外运行。
□ 显示方式 无故障时显示窗口呈白色。发生短路 故障时示窗口呈红色或给出灯光、
触点闭合等信号。
□ 故障判断 只有发生短路故障，电流突增，且开关跳闸后方给出指示，不需要设定
动作值。
□ THFI-II 短路接地故障指示器与安装在线路上（或变电站内）的配电自动化柜相
配合，可以很准确的检测到接地故障。
THFI-III 短路接地故障指示器不需要配电自动化柜，它利用接地故障发生时
产生的电流脉冲和电压之间的相位关系来检测单相接地故障，对绝缘击穿造
成的接地故障检测准确率很高。采用自适应算法，安装没有方向要求，避免
路t t
t I t 图 5-3励I t 图 5-4人
了环网供电时导致的拒动问题和操作错误。
采用14位A/D转换器对故障波形进行采样，利用小波变换提取接地脉冲信
息，使得装置对单相接地故障的检测具有很高的灵敏度和可靠性。
□自动复位动作之后能够按照用户选定的复位时间自动复位。
□带电装卸可带电进行安装和摘卸。（母排型除外）
□抑制涌流当给线路送电时，动作回路闭锁，防止指示器误动作。
5．3功能
TH FI系列故障指示器（以下简称指示器）是一种安装在电力线（架空线，电缆及母排）上，指示线路故障电流或接地特殊信号通路的装置。
采用故障指示器，可快速指示故障点所在分支和区段。
缩短故障点的查找时间，节省寻线工作的人力、物力。
减少停电面积和售电量的损失，提高供电可靠性指标。
避免多次拉路和闸，延长电力设备寿命。
指示瞬时性短路故障，极早发现设备隐患。
解决地下电缆故障的查找困难。
划分故障区段、界定故障责任，提高箱式变、开闭站等配电设备的技术优势。5．4技术参数
系统电压等级：0.4 35kV 过流定值：根据负荷电流自动调整过流定值
适用导线直径：<41mm 最大耐受短路电流能力：31.5kA/2S
故障复位时间：根据用户要求出厂时设定闪光报警：
0.25Hz，橙色，夜间300M可见
正常工作环境温度：-40~85?C 可动作次数：>2000次
重量：0.35kg 尺寸：Φ75mm?100mm
无线发射：距离>20m
第六章单相接地故障检测
在小电流接地系统中单相接地的选线和定位一直是当前困扰配电网运行的技术难点，准确的选择接地线路，查找发生单相接地的区段，可以避免对非故障线路不必要的倒闸操作，保持供电的连续性。为此国内外科研人员不断的研究这个课题，并且有许多相应的产品在电网中运行。目前国内有多家公司研制和生产接地短路故障二合一的故障指示器，指示单相接地和短路故障，通过观察故障指示器状态的变化来查找故障区段。
目前检测单相接地故障的方法主要有两种，一种是配电自动化柜（有源法），一种是基于接地特征的方法（无源法）。
1.配电自动化柜
动作故障指示器
该系统适用于10kV及以下小电流接地系统，能够实现系统的短路和单相接地故障定位功能。系统由挂在线路上的故障指示器THFI－II、户内或户外配电自动化柜（也称为信号源）组成。
一．工作原理
配电自动化柜户内安装的原理图
配电自动化柜户外安装的原理图
为了确定小电流接地系统接地故障点所在的出线、分支和区段，该系统用配电自动化柜使故障线路上的负荷电流叠加一个具有明显特征的电流信号作为接地故障判据，特征电流流经故障线路、接地故障点和大地返回配电自动化柜。挂在线路上的故障指示器检测到该电流信号后自动翻牌，从而指示出接地故障点所在的出线、分支和区段。这种方式克服了现有产品准确度低的缺陷，解决了单相接地故障定位的难题。
当检配电自动化柜测到开口三角电压升高到设定值（或者准电子PT检测到接地故障发生）并持续5秒钟后，控制内部的高压交流接触器工作，使得故障线路上产生具有特殊特征的电流信号。
该系统具有很高的安全性，配电自动化柜产生的信号不影响变电站主变、接地变、消弧线圈及线路的正常运行（相当于一个阻性负荷投入和退出），在配电自动化柜系统正常运行时与一次线路完全隔离。同时由于配电自动化柜产生的信号是低频纯阻性的，还可以消除谐振，抑制过电压，降低过电压对系统的危害。由于配电自动化柜使故障线路上流过具有明显特征的电流信号，挂在线路上的指示器检测到该特殊信号后才会给出故障指示，因此该检测方法不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式的影响，检测准确率很高。
二．系统组成
该系统由以下两部分组成：
1. RXPD-1型配电自动化柜
发生单相接地故障时，安装在变电站（或线路上靠近变电站的配变附近）的配电自动化柜动作，使故障线路产生具有特殊特征的脉冲电流信号。
2．短路及接地故障指示器（Short and Grounded Fault Indicator）THFI－II
发生单相接地故障时，安装在故障线路上的故障指示器检测到配电自动化柜产生的信号后翻牌并闪光指示。以此可以判断单相接地故障点所在的出线、分支和区段。
故障指示器还可以通过判断短路电流的特征指示短路故障，以此可以判断短路故障点所在的出线、分支和区段。
安装在变电站出线处的故障指示器可通过光纤、光电转换器将故障信号传给变电站RTU，实现接地故障选线。
三．信号源分类及技术指标
1、分类及符号含义
RX
安装方式：O：户外；
I ：户内；
适用系统：F：用于有接地变压器系统
M：用于没有接地变压器系统
配电自动化柜
公司名称
2、主要技术参数
一次额定电压：(6～10)kV 工作电源电压：AC220V
功耗：正常工作时<8VA，可变负荷投入时<800VA 工作温度范围：-40℃～85℃
绝缘水平：一次接线端对外壳耐压42kV/1min；二次接线端对外壳2kV/1min
可变负荷投入时间：不大于20s
接地启动：采用电子PT检测接地信号，安全方便，也使得现场安装更加容易
配电自动化柜一次侧接线图
打开后，如下图所示接线
配电自动化柜二次侧接线表
地基安装图
2.无源法
基于无源法检测单相接地的原理主要有下面几种：
5次谐波法。检测线路电流的5次谐波的变化情况，当5次谐波突然增大，同时系统电压下降，则判断为发生接地。
检测5次谐波电流的变化进行单相接地故障的检测是一种比较普遍采用的方法。其工作原理是依据：当小电流接地电网中发生单相接地故障时，系统中含有铁芯的设备，由于三相电压不平衡，使得其进入磁饱和状态（磁化曲线在非线性区），尤其是电压互感器等设备，这样就会有大量谐波分量产生，其中以奇次谐波分量较为突出。在中性点谐振接地的系统中（中性点经消弧线圈接地），由于零序阻抗趋于无穷大，当发生单相接地故障时，3次谐波与3次谐波的整倍数的高次谐波很难通过，所以接地电流中基本不包含3次谐波与3次谐波的整倍数的高次谐波，这样在发生单相故障时高次谐波中5次谐波分量就较大。
第3章故障定位的基本思路与方法
第3章故障定位的基本思路与方法 本章介绍常见故障的基本处理思路和方法。包括： ●对维护人员的要求 ●故障定位的基本原则 ●故障判断与定位的常用方法 ●故障处理的过程示例 3.1 对维护人员的要求 快速定位和及时排除光传送系统的故障，对维护人员的业务技能、操作规范等 都有很高要求。维护人员应做到以下应知应会。 3.1.1 专业技能 1. 熟练掌握SDH的基本原理 参见《光同步数字传送网》主编：韦乐平人民邮电出版社。 2. 熟练掌握传输系统告警信号流及告警产生的机理 参见《OptiX OSN 3500/2500/1500智能光传输系统维护手册告警及性能事 件分册》。 3. 熟练掌握以下常见告警信号的处理 (1)线路告警 ●R_LOS ●R_LOF ●R_OOF ●AU_AIS ●AU_LOP ●MS_AIS ●MS_RDI ●B1_EXC ●B2_EXC ●HP_LOM ●HP_SLM ●HP_TIM
●HP_UNEQ (2)支路告警 ●TU_AIS ●TU_LOP ●T_ALOS ●P_LOS ●EXT_LOS ●UP_E1_AIS ●LP_RDI ●LP_SLM ●LP_TIM ●LP_UNEQ ●B3_EXC (3)保护倒换告警 ●PS (4)时钟告警 ●LTI ●SYNC_C_LOS ●SYN_BAD (5)设备告警 ●POWER_FAIL ●FAN_FAIL ●BD_STATUS 告警信号的处理方法，参见《OptiX OSN 3500/2500/1500智能光传输系统维 护手册告警及性能事件分册》。 4. 熟练掌握传输设备和网管的基本操作 参见网管操作手册和网管的联机帮助。 5. 熟练掌握传输常用仪表的基本操作 传输设备在维护中常用的仪表包括：2M误码仪、光功率计、SDH分析仪、示 波器、万用表等，使用方法参见各仪表的使用手册。 3.1.2 工程组网信息 ●熟悉组网情况。 ●熟悉业务配置。 ●熟悉设备运行状况。
线路故障定位系统
高压线路故障指示及故障自动定位系统 一、故障定位系统概述及特点 1.1概述 传统配网自动化系统采用馈线自动化FA实现故障定位、隔离和非故障区域自动恢复供电，但这种方式投资大、设备多、光纤通讯费用昂贵，适合多联络、多分段且一次设备具备电动操作机构和受控功能的配电网，但我国农村配电网的情况是网架结构薄弱，并且大多是辐射状配电网结构，属于不具备电动操作机构和受控功能的配电网，因此这些地区适合采用简易型配电自动化系统。简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器来获取配电线路上的故障信息，由人工在现场巡视线路上的指示器是否翻转变色来判断线路是否发生故障（也可将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段）。 故障自动定位系统就是一种简易型的配电自动化系统，该系统集成了现代故障指示器技术、GSM通信技术和分布式等技术，形成了一套自动高效的故障检测以及定位系统。主要用于配电系统各种故障的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。在发生故障时，智能故障定位系统的监控主站与现场大量的故障监测点相配合，在故障发生后的几分钟内即可在主站通过故障定位策略给出故障源信息，并且以短信告警的形式通知相关值班员，帮助维修人员迅速赶赴现场，隔离故障段，恢复正常供电。 1.2系统特点 为供电企业提供一套以故障定位为核心功能的自动化系统。该系统通过低廉的成本实现配电网的故障信号采集、故障区段定位，降低配电网线路的故障查找时间和查找成本，加快供电恢复，从而提高供电可靠性。 结合农村配电网现状，提出一套简易型配电自动化系统的建设模式，该模式适用于简单接线的城乡配电线路（含单辐射配电线路）和城市中无专门通信条件区域的配电线路。 先进的故障定位策略，提高故障定位搜索的时间。根据开关装置变位信号，在线路图故障分析线程结束后，定时对线路图进行拓扑分析，或者运行值班人员通过人机交互页面手动触发拓扑分析功能，此时故障定位服务会实时进行拓扑分析，因此故障信号到来时，可实时进行故障查找，而不进行拓扑分析，这就提高了故障定位搜索的时间 采用分布式结构，以组件的方式实现系统功能。如果将所有组件都部署于服务器就容易造成服务器资源短缺，系统瓶颈的问题，所以采用分布式结构，以组件的形式实现系统功能，可将组件部署于多台服务器，通过消息机制建立组件间的松散耦合关系。通过点对点消息模型，采用异步机制完成消息传输。
总结高精度定位难点与解决办法
安全是企业生存发展的首要基础。在电力、化工等大型复杂作业环境中，现场设备多，作业过程多变，对现场人员的安全防护管理更是重中之重的首要任务。 人员的位置管控是安全管理的主要因素。必须严格管理作业人员按照安全规定的位置和路线进行作业，危急情况下更需要准确获知人员的实时位置，以便及时准确施救。 但是，在这些场合，受现场环境的限制，通用的室外GPS定位或普通的室内定位技术很难达到预期的精度和要求，迫切需要研制特定的定位设备和系统，实现作业人员的实时定位和追踪管理，保障作业安全。 技术难点 1、电厂、化工厂厂区建筑物复杂，大型设备多，建筑物的遮挡、金属电磁干扰反射等因素使得常见的技术方案难以实现精准定位。 2、作业人员活动的随机性高，包括室内、室外、管廊等位置，无法采取路径吸附等位置纠正算法。 3、人员的活动状态、姿态等安全信息也需要感知。 4、对设备的防爆性、携带和使用的方便性、待机时间等要求高。 人员定位解决方案 针对电厂、化工厂的定位需求，云酷科技采用UWB精准定位、激励器存在性检测定位、车辆采用GPS定位技术相结合的定位方案。 整体定位方案运用业内领先的TOA算法，同时结合定位大数据分析，解决了传统定位模式抗干扰能力差、定位准确度低、安装布线困难、成本费用高等问题；针对不同区域提供不同定位解决方式，达到定位精准度适宜，投入性价比高的建设目标。同时考虑到不同电厂的业务需求不同，系统拥有两票管理、缺陷/隐患管理、到岗到位管理、外委管理、工器具管理、车辆管理、手机APP等多种功能模块。支持电子围栏、人脸识别、视频监控联动、智能门禁
联查、各类报警预警等功能。 该方案可帮助中电厂厂区实现现场操作的更加规范化、协同化、科学化和智能化，人员安全监控和管理变得更加主动、及时和准确，大大提升企业精细化管理水平和企业人员安全，成功搭建事前预防、事中及早发现、事后可追溯的安全防范机制，成为智慧电厂的代表性项目之一。
高压电缆在线双端故障定位系统的研究与应用
高压电缆在线双端故障定位系统的研究与应用 发表时间：2019-10-12T11:52:15.070Z 来源：《河南电力》2019年2期作者：康乙武[导读] 本文研究了双端行波故障定位的技术，通过建立模块化设计，运用集约化方式对高压电缆线路进行在线实时监测，实现了变电站站端至用户端电缆运行故障的测寻。 康乙武 （广东电网有限责任公司佛山供电局佛山 528000） 摘要：本文研究了双端行波故障定位的技术，通过建立模块化设计，运用集约化方式对高压电缆线路进行在线实时监测，实现了变电站站端至用户端电缆运行故障的测寻。文中所设计的高压电缆在线双端故障定位系统实现了可快速判断故障电缆线路及故障点距离电缆线路终端的位置，缩短故障排查时间，迅速抢修复电，为变电站运维和管理工作提供了便利，提高了电网的供电可靠性。 关键词：高压电缆；线路故障；双端行波 本文介绍了变电站高压电缆线路的运行现状（以佛山220kV红星变电站220kV红双甲、乙线为例）以及HDDBF-高压电缆双端在线故障定位系统的开发和应用，为进一步优化变电站高压电缆线路故障排查及维护提供技术支持。 1变电站高压电缆的运行现状 中心城区城市化程度的不断提高和用电负荷的快速增长给城网中、高压线路电缆化带来了广阔的应用前景，也必然导致了电缆出线变电站这种新的变电站出线方式。由于电网中电缆线路比例不断上升，而传统的系统保护和运行方式设计并没有充分考虑这一变化带来的影响，这就有可能对设备的安全运行带来严重的潜在危险和实际的危害，而且电缆线路无法实时监测其运行状态也给运行人员的维护带来不便，特别是重点高压线路，比如佛山220kV红双甲、乙线是220kV红星变电站至220kV佛山双铁站的二级重要供电线路，是为佛山西站供电的直接电源，一旦电缆线路发生瞬时接地故障或者永久性接地故障，且不能够及时查处故障，将对电力系统造成威胁以及对社会造成一定影响。 2双端行波故障定位系统的功能及组成 双端行波故障定位功能：通过安装在电缆线路两个终端的故障电流互感器，采集故障行波信号。B终端采集到故障行波信号后开始计时；A终端采集故障行波信号后，通过光电转换模块，再通过光纤发送到B终端，B终端接收到A终端的TTL信号后终止计时。B终端把故障状态及故障时间差通过光纤上传到控制中心服务器，在服务器界面直接显示故障相和故障点距B终端的距离。一套监测装置（包含A、B终端）可监测一回路电缆，系统监测B终端：记录故障点距离两个终端的时间差并锁存。系统监测A终端：当故障点行波信号到达A终端，A终端立即将TTL信号通过光电转换器再通过光纤传送到B终端，作终端B计时终止信号。电缆故障预警：电缆发生短路故障时，系统可以立即判断出发生故障电缆的线路名称及相线。由以下四部分组成：（1）服务器及智能管理平台； （2）现场数据采集装置：A终端、B终端； （3）数据传输网络：光纤； （4）光电转换模块（备注：多套装置组成一个系统时，系统采用环网通信方式，如：B1A1…AnBn…B1光电转换模块服务器。B1…Bn为n个B终端，A1…An为n个A终端）。 3双端行波故障定位系统的工作原理 双端行波故障定位系统的工作原理框图如图1，B终端和A终端同时监测A、B、C三相，图中只画一个CT示意。电缆两端分别安装采集A、B终端，当电缆中间任意一点发生故障，故障行波朝两端传播，当故障行波到达B终端时，B终端触发计时开始；故障行 波到达A终端后，A终端检测到故障行波并发送电脉冲信号通过光纤传送到B终端，B终端接收到此脉冲信号时计时结束。通过时间差计算故障点与两终端的距离，从而实现故障点的在线定位。 故障距离计算公式如下： 上式中： 为系统计时时间差值，单位为μs； 为电缆总长，单位为m； 为A终端脉冲到达B终端后硬件增加的延时，单位为μs； 为故障点距离B终端距离，单位为m； 为故障行波在所述高压电力电缆中的传播速度，通常为172m/μs。
10kV配电网故障定位系统研究与应用
10kV 配电网故障定位系统研究与应用 摘要：在整个电力系统中，配电网处于最末端的位置，运行过程中的故障直接影响着供电的安全性、可靠性及电能质量，与电力用户用电关系密切，所以研究配电网故障点的迅速查找与隔离有着巨大的现实意义。本文针对10kV 配电网接地短路故障设计了一种新型的配电网故障定位系统，简述了该系统的设计理念与实现，以及故障自动定位过程。运行实践证明，这一系统在10kV 配电网发生故障后，能够快速的帮助检修人员准确的找到故障点。 关键词：10kV 配电网；故障点；查找与隔离；故障定位系统 中图分类号：TM76 文献标识码：A 随着经济社会的发展，电能的使用越来越多，对供电的安全可靠和电能质量提出了更高的要求。配电网是电力系统构成的最后一部分，由铁搭、变压器、配线路、无功补偿电容等设备组成，与电力用户直接相连，其中任何一个设备、一条线路发生故障，都会导致与其相连的电力用户停电，带来了负面影响是无法估量的。特别是配电线路一般较长，南方地区夏季雨水较多，配电网易受雷雨天气影响而发生故障，针对南方电网的这种特点，如何建立一个适合的配电网故障定位系统，实现对故障点的迅速查找与隔离，减少停电面积，仍是南方供电企业要考虑的重点问题。研究10kV 配电网故障定位系统，不仅利
用供电企业实施故障检测，也利于实现配电网络自动化，对智能电网建设的影响重大。 一、10kV 配电网线路特点 作为配电网的一种型式，10kV 配电网线路有着自身独特的特点，决定着该配电网故障定位系统的设计思路与实现。第一，10kV 配电网线路分支较多，且分支又能产生子分支，往往有数十代之多，信号随着一代代分支的出现而不断衰减，加大了故障检测难度；第二，10kV配电网的杆塔多是石灰杆，若发生接地故障，电阻数值会加大到几千欧，有时甚至达到几十千欧，但是故障信号却较弱，不容易检测到；第三，通常配电线路越长，线路的对地电容越大，而对地电容对注入交流信号具有分流作用。10kV配电网线路一般都较长，这样一来，对注入交流信号的分流作用也会变大，故障信号将会越来越弱，为故障点定位带来了难度。 二、10kV配电网故障定位系统设计思路与实现 （一）设计思路 实用的10kV配电网故障定位系统要求在满足故障定位检测的基础上，使用更方便，基于这样的要求及10kV配电 网线路特点，提出建立一种无源的实用型故障定位系统，主要利用中心主站系统、故障信息采集系统和故障指示器来查找故障点。故障指示器在配电网中，主要负责指示故障电流通路，可根据故障检测的种类显示不同的报警形式，便于检修人员第一时间确定故障类型。中心主站系统、故障信息采集系统，能够对配电网线线路故障
故障定位系统综述
第一章系统设计概述 1.1系统概述 本项目利用现代科技、电子信息和通信技术，对配网线路的短路和单相接地故障进行监测，能迅速给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性。该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。 本系统基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和现代通信技术，在配网故障后，它能够在故障后的几分钟内将故障线路和故障地点等信息通过GSM网络传送至控制中心的计算机，在屏幕上显示出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电 1.2系统实施意义 配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又对应着不可估量的社会效益。配电网故障自动定位作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。 配电系统因为分支线多而复杂，在中国发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障查找在中国虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高。 故障定位系统是基于故障指示器技术和GIS（地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种短路故障点的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合，给出故障位置和故障时间的指示信息，帮助维修
10kV配网故障定位系统的研究与应用
10kV配网故障定位系统的研究与应用 发表时间：2018-04-16T15:53:00.047Z 来源：《电力设备》2017年第32期作者：戴云锋周峰号孙龙[导读] 摘要：余姚供电网以10kV配网为主，许多线路通往山区，一旦发生故障需要花费很长的时间查找故障点。 （国网浙江余姚市供电有限公司浙江余姚 315400）摘要：余姚供电网以10kV配网为主，许多线路通往山区，一旦发生故障需要花费很长的时间查找故障点。本文从余姚配网的现状出发，阐述了故障定位系统在余姚配网中应用的必然性和可行性，阐述了故障定位系统的检测技术、系统构成等。通过故障定位系统能够准确定位故障区段，从而提高各种复杂情况中配网故障定位的准确性，确保配网供电的可靠性。 关键词：故障定位系统；配网线路；故障类型；可靠性 一、引言 余姚电网主要由城乡线路与山区线路组成，目前拥有10kV配网线路652条，随着用电负荷的增加，线路供电半径也在逐步扩大，一旦发生线路故障，查找故障点非常困难，少则两、三个小时，多则数小时，不仅影响电网供电的可靠性，还造成经济效益和社会效益的损失。 目前配网线路运行人员配备不足，设备管理无法满足日益增长的配网运行需求，因此在配网运行管理上需要利用新技术来解决以上矛盾，利用先进科技手段帮助运行、检修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，提高供电可靠性。配网故障定位系统的应用将切实解决以上问题。 二、配网线路常见的故障分析 配网线路面向用户终端，线路通道远比输电网复杂，跨越各类线路、道路，极易引发线路故障[l]。同时，配网线路的供电范围广，导线跨越地区地形空旷，附近少有高大建筑物，所以在每年的雷雨季节中极易遭遇雷击。另一方面，随着城市建设的不断发展，城市绿化已经进入高速发展期，在带来宜人环境的同时，也对配电线路造成一定的影响，树木碰触裸导线造成事故的现象时有发生，情形不容忽视。 现存配网线路中，仍然存在着部分用户产权的电力设施，这类设施普遍存在无人管理、配电房防护措施不完善、电缆沟坍塌积水等问题。由于技术发展的需要，这些老旧型号设备难以满足现行配网运行的需要，同时，老旧设备内部绝缘、瓷瓶老化严重，经高温或风吹雨淋后极易发生故障[2]。 三、配网故障定位及负荷监测技术方案 10kV配网故障定位及负荷监测系统以二遥故障指示器为基础，应用无线通信技术，实现故障点的快速定位和线路负荷波动的实时监测，是一种经济实用型馈线自动化技术[3]。 该系统的建设旨在实现故障的快速定位，减少故障巡查和故障处理时间。通过二遥故障指示器，二遥数据转发站，可变负荷柜及主站系统的建设，具备易实施，免维护，良好的可扩展性和兼容性等特点。该系统适用于10kV配网系统，尤其是一些不带开关、或原为手动开关不准备（或暂不适合）改造为电动开关的架空线分支处、环网柜、开闭所、配电房等电缆设备进出线，系统可以满足资金投入有限的系统，实现对电缆线路及架空线路故障点的自动定位及开关状态监控。 （一）基于负荷电流自适应智能突变法短路检测技术二遥故障指示器短路动作判据采用负荷电流自适应智能突变法，原理是根据配电线路故障时，线路电流从运行电流突增到故障电流，线路停电时电流下降为零的特性。显然它只与故障时短路电流突变量有关、而与正常工作时线路电流的大小没有直接关系，是一种能适应负荷电流变化的故障检测系统。 （二）基于可变负荷法的小电流单相接地故障检测技术目前配网采用的是中性点不直接接地系统，这类系统发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂，因而故障点的查找非常困难[5]。 可变负荷法检测单相接地故障的原理就是按照小电流接地系统单相接地故障的特点，通过检测故障线路上瞬时产生的特征负荷电流突变信号来实现故障选线和故障点定位的。首先判断出故障相，然后对故障相瞬时接入阻性负载，按照设定时序改变线路负荷电流变化，安装在线路上的故障检测装置检测流过本线路负荷变化特征信号，若满足设定的变化规律则故障检测装置给出报警，从而指示出故障位置。 可变负荷柜在永久性接地故障发生时，在变电站短时投入阻性接地负载，在变电站和现场接地点之间产生负荷变化特征电流信号（频率为50Hz），不但可以产生可供检测的信号电流，而且有利于消除谐振过电压。 四、系统构成 在通信传输方面，二遥故障指示器采用433M无线通信实现与二遥数据转发站接通，实现数据实时上传，转发站采用GPRS公网通信方案与配网自动化主站系统实现互联互通。在系统建设方面，配网故障定位系统由主站层、通信层和终端层三个部分组成，终端层作为系统最底层，提供线路运行状态数据，是整个系统的重要组成部分，通信层实时传输数据，主站层负责信息处置与决策。 五、故障指示系统带来的效益 余姚市供电有限公司在配网故障定位系统上线后取得了很好的经济效益与社会效益。故障停电时间从原先发生故障时传统方法排除故障所需的三小时以上缩短到至今的一小时左右。 以某条10kV线路为例，这条线路公变负荷为10400kVA、专变负荷4585KVA。事故停电损失32520kWh为例。在每年的台风雷雨季节，以每年接地次数6次计算，按照发现故障点最短的时间3小时计算，每年电量损失在（10400+4585）*3*6/1000=26.973万千瓦时左右。 通过配网故障定位系统把故障排除时间节约到半个小时到一个小时左右，这样每条配电线路发生故障时电量损失在（10400+4585）*1*6/1000=8.991万千瓦时左右，减少损失电能损失17.982万千瓦时。 六、结束语 余姚电网自配网故障定位系统上线后，极大的减少了工作人员查找故障的时间。一旦线路发生短路或接地故障，巡线人员可借助指示器上的红色报警显示迅速确定故障点所在的分支区段及故障点。及时发现并排除线路故障，极大的缩短故障停电时间，提高电网供电能力。
线路故障定位系统
线路故障定位系统 高压线路故障指示及故障自动定位系统 一、故障定位系统概述及特点 1.1概述 传统配网自动化系统采用馈线自动化FA 实现故障定位、隔离和非故障区域自动恢复供电，但这种方式投资大、设备多、光纤通讯费用昂贵，适合多联络、多分段且一次设备具备电动操作机构和受控功能的配电网，但我国农村配电网的情况是网架结构薄弱，并且大多是辐射状配电网结构，属于不具备电动操作机构和受控功能的配电网，因此这些地区适合采用简易型配电自动化系统。简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器来获取配电线路上的故障信息，由人工在现场巡视线路上的指示器是否翻转变色来判断线路是否发生故障（也可将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段）。 故障自动定位系统就是一种简易型的配电自动化系统，该系统集成了现代故障指示器技术、GSM 通信技术和分布式等技术，形成了一套自动高效的故障检测以及定位系统。主要用于配电系统各种故障的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。在发生故障时，智能故障定位系统的监控主站与现场大量的故障监测点相配合，在故障发生后的几分钟内即可在主站通过故障定位策略给出故障源信息，并且以短信告警的形式通知相关值班员，帮助维修人员迅速赶赴现场，隔离故障段，恢复正常供电。 1.2系统特点 为供电企业提供一套以故障定位为核心功能的自动化系统。该系统通过低廉的成本实现配电网的故障信号采集、故障区段定位，降低配电网线路的故障查找时间和查找成本，加快供电恢复，从而提高供电可靠性。 结合农村配电网现状，提出一套简易型配电自动化系统的建设模式，该模式适用于简单接线的城乡配电线路（含单辐射配电线路）和城市中无专门通信条件区域的配电线路。 先进的故障定位策略，提高故障定位搜索的时间。根据开关装置变位信号，在线路图故障分析线程结束后，定时对线路图进行拓扑分析，或者运行值班人员通过人机交互页面手动触发拓扑分析功能，此时故障定位服务会实时进行拓扑分析，因此故障信号到来时，可实时进行故障查找，而不进行拓扑分析，这就提高了故障定位搜索的时间 采用分布式结构，以组件的方式实现系统功能。如果将所有组件都部署于服务器就容易造成服务器资源短缺，系统瓶颈的问题，所以采用分布式结构，以组件的形式实现系统功能，可将组件部署于多台服务器，通过消息机制建立组件间的松散耦合关系。通过点对点消息模型，采用异步机制完成消息传输。 ● 分布式监测采用B/S三层架构实现，并在此架构下使用SVG 文件格式作为图形的存储和展示方 式。
煤矿人员定位常见故障原因分析及处理对策与判断方法
人员定位系统常见故障原因分析及处理对策 摘要：人员定位系统在日常维护管理使用中，通过对出现的故障进行归纳分类并分析，从现场管理、操作维护、设备检修等方面，提出针对性的解决方案，从而有效地防范了人员定位系统故障现象，确保了人员定位系统的正常使用。 对各矿人员定位系统的日常维护管理具有一定的借鉴意义。 关键词：人员定位故障判断 一、概述 随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，以及煤矿企业管理部门对自身现代化管理的需求，实现煤矿企业井下人员定位检测和管理的一体化，提高煤矿企业的安全生产管理和自动化水平，煤矿井下人员定位管理系统的在线监测已是必然趋势。 **矿人员定位系统在集团公司的统一安排下，从五月份开始安装，七月份试运行，九月份正式投入使用。在日常维护管理过程中，我们对人员定位系统发生的故障，进行归纳分类，并对产生故障的原因及可能产生的故障进行了分析。 二、常见的故障现象 1、识别卡不发送信号； 2、分站电源箱没有显示人员信息；
3、分站直流电源发光二极管不指示； 4、红外遥控操作不灵； 5、分站与地面监控主机不能正确通讯； 6、直流电源输出偏低； 7、备用电源不能正常投入； 8、出现通讯中断； 9、分站显示屏无法显示数据； 三、原因分析及处理对策 1、识别卡不发送信号，应检查（1）是否电池电量不足，或则是簧片没有接触好；（2）因识别卡进水造成电路板损坏或外力碰撞造成识别卡损坏。 2、分站显示面板没有显示人员信息，可能是以下几种原因：1）显示屏与分站之间线路出现问题。2）可能是芯片没有接触好，要重新插好。此时，应检查主板与无线收发板通信、电源是否正常等因素；如有，则考虑是后面电路问题。 3、分站直流电源发光二极管不指示，可用万用表在输入插头检测12V、5V直流电压。如无电压，则考虑是对应电源板接触不良或故障。 4、红外遥控操作不灵，应用万用表检测其解码芯片对应管脚电平是否正常翻转，如不能，可能是BL9149或红外接收头坏，否则考虑是否81C55损坏。 5、分站与地面监控主机不能正确通讯，首先应检查分站与交换机之间通讯是否正常，电源是否正常，如没有异常，则考虑分站通讯板是
输电线路短路故障定位系统的研究
输电线路短路故障定位系统的研究 发表时间：2018-03-22T17:01:02.990Z 来源：《基层建设》2017年第34期作者：刘群1 赵旭飞1 胡美玲1 徐世勇2 张鹏程2 周[导读] 摘要：现代社会中，无论是工业实用还是民用，都要求更优质的、可靠性更高的、稳定性能更好的电能。 1国网山西省电力公司忻州供电公司山西省 034000； 2国网山西省电力公司定襄县供电公司山西省 035400 摘要：现代社会中，无论是工业实用还是民用，都要求更优质的、可靠性更高的、稳定性能更好的电能。然而，输电线路不像其它电力系统组件，它暴露在环境中，所发生故障的几率要大于其它电力系统中其它组成部分。而在所有可能发生的输电线路故障中，短路故障占到很大比重，当线路中发生这样的故障时，瞬时线路中的电流将成倍增长，引起线路发热，造成不必要的损失。为了降低故障所带来的人员伤害及经济损失，能够快速定位发生故障的精确地点，帮助检修人员快速的到达故障发生地点进行抢修，因此，迅速的对短路故障发生位置进行定位，对整个电力系统安全运行是非常有必要的。 关键词：输电线路；短路故障；定位系统 随着电力系统的发展，输电线路已经越来越多地出现在电力系统中。输电线路具有输电功率大、负荷重等特点，一旦线路发生故障，可能会造成大面积停电事故，产生不良的社会影响。因此，针对输电线路，快速准确的故障定位显得尤为重要。 1输电线路的故障及其定位原理的分析 输电线路故障主要分为开路故障和短路故障。由于输电线路发生的故障一般是短路故障，本文提出的输电线路故障系统主要针对短路故障。图1是一个双端电源短路故障的示意图，当输电线路发生短路故障后，短路点前端线路的电流Ia方向保持不变，短路点后端的电流Ib 变为反向。根据电磁场的基本理论，磁场和电流是一个线性的关系，磁场的方向会随着电流方向的改变而改变。所以，通过测量输电线路中两个点的磁场方向，从而对短路故障的区间进行定位。 图1双端电源系统短路故障示意图 2高压输电线路故障定位最为常用的方法 2.1阻抗法和行波法 在故障定位过程中，最常用的方法有两种：一种是阻抗法；二是行波法。阻抗法主要是利用故障中测量的电压和电流，计算故障线路的阻抗。此时，大地的电容和电导在很大程度上被忽略，断层的阻抗与断层之间的距离成正相关。因此，可以得到故障点和测量点之间的距离。由于阻抗过大等因素，阻抗法一般不能满足测距精度的要求。而所谓的行波法（见图2）主要是通过传播速度，通过测量/记录线路故障发生的具体问题，从故障点所产生的暂态行波实现精确的故障定位。行波法又被分为以下两种方法：①单端法；②双端法。双端测距法有效克服了单端法的不足之处，但是双端测法对信息传输的实时性要求比较高，所以在双端算法的早期发展中带来很大的挑战和困难。 图2故障行波测距研究 2.2 GPS定位法 加拿大Harry Lee领导的British Columbia Hydro电站已研制出基于全球卫星定位系统（以下简称GPS）的行波故障定位装置，已成功运行于500kV的高压线路上。为满足输电线路故障测距的迫切需要，根据电力系统的实际需要，提出了一种快速、准确、可靠的线路故障测距方法。采集两个终端数据的方法，并通过GPS对两端信号进行同步，并根据统一的故障测距方法推导出集总参数模型，不受故障类型以及故障过渡电阻大小等因素的影响。该方法定位精度高，运行性能稳定，具有广阔的应用前景。建立跨区直流输电线路中间某段线路模型，假如某单位负责线路中间段某8基杆塔的运维工作在各杆塔的同一侧同一根地线上安装统一规格的电流传感器，当线路某点发生接地故障时，故障点的故障电流在地线上往两边的杆塔地线上分流，可以根据相邻电流传感器的电流方向作为判据依据实现故障区段定位：若某时刻相邻传感器检测到故障电流方向一致，则为非故障区间，该定位区间未发表接地故障；若相邻传感器测到故障电流方向相反，则可判定为故障区间，故障位于该相邻电流传感器之间杆塔上或该相邻档内。3基于磁探测技术的系统的总体方案输电线路故障定位系统的整体设计原理如图3所示，系统主要由磁传感器、数据处理器、GPS终端和监控中心等几部分组成。
故障定位系统综述
第一章系统设计概述 1. 1 系统概述 本项目利用现代科技、电子信息和通信技术，对配网线路的短路和单相接地故障进行监测，能迅速给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性。该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。 本系统基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和现代通信技术，在配网故障后，它能够在故障后的几分钟内将故障线路和故障地点等信息通过GSM 网络传送至控制中心的计算机，在屏幕上显示出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电 1. 2 系统实施意义 配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又对应着不可估量的社会效益。配电网故障自动定位作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。 配电系统因为分支线多而复杂，在中国发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即 使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障查找在中国虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高。 故障定位系统是基于故障指示器技术和GIS （地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种短路故障点的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合，给出故障位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性，同时大大减少故障巡线人员的劳动强度，提高工作效率。 1. 3 层次结构故障定位系统由以下几部分组成：安装在局内的主站（后台）监控系 统、安 装在线路上的故障指示器及故障信号接收处理的数据转发站、安装在变电站内
(完整版)故障诊断技术研究及其应用
故障诊断技术研究及其应用 1 引言 以故障为研究对象是新一代系统可靠性理论研究的重要特色，也是过程系统自动化技术从实验室走向工程的重要一环。最近二十多年来，以故障检测、故障定位、故障分离、故障辨识、故障模式识别、故障决策和容错处理为主要内容的故障诊断与处理技术，已成为机械设备维护、控制系统系统可靠性研究、复杂系统系统自动化、遥科学、复杂过程的异变分析、工程监控和容错信号处理等领域重点关注和广泛研究的问题。 诊断(Diagnostics)一词源于希腊文，含义为鉴别与判断，是指在对各种迹象和症状进行综合分析的基础上对研究对象及其所处状态进行鉴别和判断的一项技术活动[1]。故障诊断学则是专门以考察和判断对象或系统是否存在缺陷或其运行过程中是否出现异常现象为主要研究对象的一门综合性技术学科。它是诊断技术与具体工程学科相结合的产物，是一门新兴交叉学科。故障诊断与处理技术，作为一门新兴技术学科，可划分为如下三个不同的研究层次： (1) 以设备或部件为研究对象，重点分析和诊断设备的缺陷、部件的缺损或机械运转失灵，这通常属于设备故障诊断的研究范畴； (2) 以系统为研究对象，重点检测和分析系统的功能不完善、功能异常或不能够完成预期功能，这属于系统故障检测与诊断的研究范畴； (3) 以系统运行过程为研究对象，考察运行过程出现的异常变化或系统状态的非预期改变，这属于过程故障诊断的研究范畴。 概而言之，故障诊断研究的是对象故障或其功能异常、动作失败等问题，寻求发现故障和甄别故障的理论与方法。无论是设备故障诊断、系统故障诊断还是过程故障诊断，都有着广泛的研究对象、实在的问题背景和丰富的研究内容。本文将从故障诊断与处理技术的研究内容、典型方法和应用情况等三个方面，对故障诊断及相关技术的发展状况做一综述，同时简要指出本研究方向的若干前沿。 2 故障诊断与处理的主要研究内容 故障诊断与处理是一项系统工程，它包括故障分析、故障建模、故障检测、故障推断、故障决策和故障处理等五个方面的研究内容。 2.1 故障分析 故障是对象或系统的病态或非常态。要诊断故障，首先必须对故障与带故障的设备、系统、过程都有细致分析和深入研究，明确可能产生故障的环节，故障传播途径，了解故障的典型形式、表现方式、典型特征以及故障频度或发生几率，结合对象的物理背景了解故障产生的机理、故障关联性和故障危害性。 常用的故障分析方法有对象和故障环节的机理分析法、模拟法、数值仿真或系统仿真法和借助数学模型的理论分析法等。 2.2 故障建模 模型分析是现代分析的基本方法，对复杂对象的故障诊断同样具有重要应用价值。为了定量或定性地分析故障、诊断故障和处理故障，建立故障的模型和带故障对象的模型是十分
电缆绝缘在线监测及故障定位 系统
上海蓝瑞电气有限公司 CIM-II电缆绝缘监测及故障定位系统
目录 一、概述 (1) 二、装置介绍 (1) 1、工作原理 (1) 2、功能介绍 (2) 3、优势介绍 (3) 4、技术指标 (4) 5、配置介绍 (4)
一、概述 电线电缆是最常用的电力设备，同时也是出现绝缘故障概率最高的设备，由于电缆绝缘损坏直接导致线路相间短路、单相接地等重大事故，严重影响供电可靠性。当电缆发生故障时，人工寻找故障点比较困难。因此，对电缆绝缘状态进行在线监测及故障定位意义重大。 CIM-II电缆绝缘监测及故障定位系统是上海蓝瑞电气有限公司依托上海交通大学联合研制的，该系统由电缆绝缘在线监测装置和电缆故障智能测试仪组成。电缆绝缘在线监测装置以改进的介损因数法+直流分量法为主，对电缆的绝缘情况给出预警，以便及时更换电缆，当电缆线路发生故障时，装置可在线辨识故障支路。确定故障支路后，再通过电缆故障测试仪离线方式下精确定位故障点。 二、装置介绍 1、工作原理 1.1电缆绝缘在线监测装置（图1） 根据国内外大量研究表明，电缆的绝缘老化过程是一个渐变的过程，通过绘制电缆介质因数的历史变化曲线，可以看出电缆绝缘老化趋势。 其基本方法是直接测量电缆护套接地电流和电缆对地电压，通过数字信号频谱分析方法分别计算出电缆的容性阻抗和阻性阻抗的大小，以改进的介损因数法+直流分量法分析绝缘状况，对于绝缘老化超限报警，绝缘故障线路选择。因正常时容性电流远大于阻性电流，所以测量精度要求高，为保证监测的准确性，装置采用了以相对偏差和阻抗变化斜率为比较对象的方法，可有效屏蔽测量误差。 图1.电缆绝缘在线监测装置系统图 1.2电缆故障智能测试仪（图2） 电缆故障智能测试仪采用时域反射法，它可测试电力电缆的开路、短路、接地、低阻故障、高阻闪络、泄漏性故障以及电缆长度、埋地深度及走向。
基于配网自动化系统的故障定位技术研究
基于配网自动化系统的故障定位技术研究 摘要：基于配网自动化系统实现的故障定位功能可以对配网故障进行自动检测 和定位，是提升配网运行质量、减轻运维负担的关键途径。本文首先对配网自动 化系统的功能原理进行简单介绍，进而探讨配网自动化系统故障定位的核心技术，包括故障信号检测、通信技术、定位与指示等，在此基础上，提出几点应用建议。 关键词：配网自动化系统；故障检测、故障定位 0 前言 提供高质量的供电服务是当下电力用户对供电企业提出的基本要求，但是在 配网运行过程中，故障问题难以杜绝。因此，需要在配网运行维护中，采取先进 的技术手段，及时发现故障，快速、准确的进行故障定位和处理，恢复配网的正 常运行，从而为电力用户提供满意服务。在此目标下，基于配网自动化系统的故 障定位技术已经在配网运行中得到了广泛应用。 1 配网自动化系统的功能原理 电力配网直接与用户端设备相连，是整个电力系统中的重要组分，直接影响 着电力用户的用电安全性。这对配网运行质量提出了更高要求，为提升配网运行 维护工作效率，确保配网处于良好的运行状态，国内供电企业已经全面引进配网 自动化系统，在先进的电子技术、通信技术等的支持下，自动完成配网运行状态 检测工作。配网自动化系统中的故障定位功能主要依靠GIS系统、通信系统、指 示器等功能模块实现。发现配网故障后，可将故障信号反馈给控制中心，提示工 作人员及时进行检修，从而快速恢复配网正常运行。其主站系统组成结构如图1 所示。 图1 配网自动化系统的主站系统组成结构 2 配网自动化系统故障定位的核心技术 2.1 故障信号检测 配网自动化系统的故障信号检测技术可分为两类，即主动检测技术和被动检 测技术。要实现馈线自动化，提升配网供电可靠性，需要将重合器故障处理模式、主站监控模式、系统保护模式等配合使用。其中，采用主动检测技术对配网系统 故障进行检测，可以使故障检测准确率得到明显提升。主动式故障检测技术即主 动信号注入法，比如出现单相接地故障时，信号源通过主动向母线注入一个用于 故障检测的特殊信号，该信号在经过接地点与信号源构成的回路时，指示器可以 捕捉到特殊信号，然后指示接地故障。可用这种方法实现对单相接地故障的选线 和定位，突破传统检测方法的局限性。 2.2 通信技术 目前配网自动化系统的通信功能主要基于移动网络通信技术实现。日益成熟 的移动通信技术完全可以满足配网自动化系统的通信功能需求，而且其组网成本低、维护方便，可以减轻配网运行维护工作量。通信终端受到故障指示器信息后，可经过地址编码、时序控制，发送到中心站，在中心站完成故障定位后，再以短 消息等方式发送到运维人员的移动终端，下达故障检修任务。 2.3 定位与指示 配网自动化系统的定位和指示功能，主要依靠GIS技术和故障指示器技术实
浅谈配电网故障定位方法研究现状
浅谈配电网故障定位方法研究现状 摘要我国配电网涵盖的区域极其广泛，结构多元，小电流接地是最常见的形式，但其配电网故障定位一直是较大的难题，由于当发生故障时，其电流幅值很小，且电弧不稳定，波动性大。当前，配电技术的发展越来越迅猛，虽然故障选线技术很成熟，但是若要进行精确定位，还有一定的难度。本文主要通过对各种故障类型特点以及现有技术等进行分析，从而为实现小电流接地故障定位功能提供帮助。 关键词分布式电源；配电网；故障电流 引言 从20世纪八九十年代初，科研工作者已经对配电网故障定位问题展开了研究，根据其定位方式的不同，故障定位方法可以分为两大类，主动式定位与被动式定位。主动式定位是通过向故障线路输入一些特定的信号，跟踪信号当信号消失的地方即可故障点的位置；被动式故障定位主要是将故障发生前的电流电压情况与故障发生后进行比对，设计研究定位判据的方法，从而实现精准定位[1]。 1 主动式故障定位方法 1.1 “S”信号注入法 当配电线路发生故障时，“S”信号注入法通过一种特定的信号注入装置，将220Hz的电流经由母线电压互感器流入故障线路，最后再通过线路上的接地点流向大地。随后通过对故障线路进行信号检测，有信号的线路就是故障线路；锁定故障线路后，可以通过小型信号探测器用同样的方法找到最终的故障点。 虽然此方法在工程实际中有一定的作用，但其所暴露出的缺陷也十分明显：①因为电压互感器的存在，注入信号大小将受到影响；②当配电网故障时其过渡电阻较大时，由于电阻出现了分流的作用，使得电流信号变得非常微弱，对故障定位非常不利，有可能会造成故障定位的失败；③由于该方法主要是通过检测信号来定位，但在实际应用中会由于接地点的间歇性电弧而造成注入信号的时有时无，也给故障检测加大了难度；④当线路错综复杂，分布广泛时，该方法会耗费大量的时间，不利于及时恢复供电。 1.2 中电阻法 当配电网正常运行状态时，其电阻不接入配电网中，当配电网发生故障时，将电阻并入电网运行。系统发生接地故障类型一般有两种情形，瞬时性接地故障和永久性接地故障，若为前者，由于消弧线圈的熄弧作用，可自动恢复正常；若为后者，则会在系统的中性点处加入一个中值电阻。此时电阻上将会流过故障电流，此电流可以在靠近母线侧的故障点线路上检测到，而在靠近负荷侧的故障点
故障诊断试验系统设计——故障定位开题报告
开题报告 故障诊断试验系统设计——故障定位 一、研究的背景和意义 近几十年来，工业生产的过程监测与故障诊断一直是流程工业系统关注的主要问题之一。它通过监测生产过程的运行状态，及时检测故障发生、过程干扰以及其它的异常工况，定位并诊断引发故障的原因变量，从而保证生产过程安全运行，提高产品质量和生产效率。 随着现代工业及科学技术的迅速发展，特别是计算机相关领域技术的重大突破，现代流程工业系统正在不断地朝着大规模化、复杂化与智能化方向发展。这一趋势，一方面带来了更高的生产效率和经济利益；另一方面，也使得影响系统正常运行的因素骤然增加，导致其产生故障或者失效的潜在可能性也越来越大[ l ] 。这类系统一旦发生故障，其造成的后果不仅会带来经济或人员的损失，而且也可能对生态环境造成无法恢复的污染。国内 1950～1979 年统计的 186 起重大事故中，基于模式识别的流程工业生产在线故障诊断若干问题研究有 48 起与流程工业有关[ 2] 。1979 年，美国三里岛核电站由于操作人员失误以及设备的连锁失效导致放射性物质经贮存罐释放到大气中，经济损失达到十亿美元[ 3] 。1986 年 4 月，前苏联切尔诺贝利核电站因操作人员违章操作而使 4 号反应堆内石墨燃烧导致原子堆芯融化而发生反应堆爆炸，致使 20 多人死亡，经济损失高达几十亿美元[ 4] 。当然在流程工业中，重大事故是不可能经常发生，但是小事故却每天都在发生，这些小事故每年给美国造成了上百亿美元的损失，以及给世界造成上千亿美元的损失[ 5- 6] 。这些大大小小的事故无时无刻不在提醒人们，现代流程工业系统运行的安全性和可靠性已成为人类朝现代化方向发展中一个必须解决的问题。国内外许多资料表明，开展故障诊断的经济效益是明显的。据有关部门统计，我国每年用于设备维修的费用仅冶金部就达250 亿元，如果将故障诊断这项技术推广，每年可以减少事故 50％- - - 70％，节约维修费用10％- 30％，效益相当可观[ 7] 。由于缺少故障诊断系统，美国石化工业每年估计将导致大约二百亿美元的损失[ 8] 。相似的事故每年导致英国二百七十亿美元的经济损失[ 9] 。浙江省是我国的经济发展大省，其中供电能力持续增强是保证工业经济增长 的主要保证。主要通过利用我国风力、水力、火力、潮汐、核能等多种能源进行发电。其中, 不仅在北仑、镇海、台州、温州、长兴、嘉兴等建有大型火力发电厂, 还有新安江、富春江、乌溪江、紧水滩等大型水力发电厂。省内的三门核电站、滩坑水电站等大型电力项目正在筹建之中, 一批大型火电厂可望在近年内建