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(yùn)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(jìn)的就是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。配網(wǎng)自動(dòng)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(duì)配電線路進(jìn)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(shí)，難以確定故障位置，給搶修工作帶來極大地困難。為此，在運(yùn)行線路上部署故障實(shí)時(shí)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(duì)故障特征信息的監(jiān)測、采集、計(jì)算、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)短路故障、接地故障、斷線故障等故障快速準(zhǔn)確檢測并定位線路故障位置。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng);架空線路;實(shí)時(shí)監(jiān)測

一、項(xiàng)目內(nèi)容

項(xiàng)目目的：實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)實(shí)地檢測，遠(yuǎn)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(xiàng)目宗旨：提供配網(wǎng)中低壓架空線路準(zhǔn)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(jī)障礙檢測端和上位機(jī)監(jiān)測控制端，下位機(jī)負(fù)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(bào)警信息上傳最終由主機(jī)匯總信息，并發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)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(qiáng)，基本不需要人員維護(hù)降低成本距離檢測采用一體化超聲波測距模塊，工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用收發(fā)一體的防水帶線探頭，運(yùn)用非接觸試超聲波探測技術(shù)設(shè)計(jì)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(qiáng);數(shù)據(jù)傳輸模塊選用GPRS/GSM模塊，信號(hào)覆蓋廣數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，電池電量檢測功能實(shí)時(shí)監(jiān)測電池的電量保障系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性，上位機(jī)數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交互。分機(jī)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(xì)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(hù)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(yán)重時(shí)會(huì)燒傷導(dǎo)線，而且使樹身帶電，人接觸樹時(shí)會(huì)危及人身安全;樹枝同時(shí)碰著兩條導(dǎo)線，會(huì)造成線間或相間短路，同時(shí)刮風(fēng)時(shí)尤其臺(tái)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(duì)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(huì)投入大量的資金和人員對(duì)電力線路進(jìn)行巡檢清障，對(duì)可能造成事故的樹障隱患進(jìn)行砍伐修剪，但是在尋找安全隱患時(shí)目前就是靠維護(hù)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(gè)實(shí)際性的問題我們提出了配網(wǎng)架空線路隱患實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，主要亮點(diǎn)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)實(shí)地檢測，遠(yuǎn)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(tái)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(shí)間收到反饋，進(jìn)而進(jìn)行消缺。架空線路嵌入式隱患實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)不僅節(jié)省了維護(hù)運(yùn)營成本，還保障數(shù)據(jù)檢測全面性。

三、項(xiàng)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(jì)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(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)組成：隱患檢測的下位機(jī)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控的上位機(jī)系統(tǒng)。用于隱患檢測的下位機(jī)系統(tǒng)下位機(jī)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(qiáng)，基本不需要人員維護(hù)降低成本;距離檢測AJSR04M一體化超聲波測距模塊，工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用收發(fā)一體的防水帶線探頭，運(yùn)用非接觸試超聲波探測技術(shù)設(shè)計(jì)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(qiáng);數(shù)據(jù)傳輸模塊選用GPRS/GSM模塊，信號(hào)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(bào)警信息，檢測電池電量，如果電壓過低時(shí)報(bào)警，并停止外設(shè)工作直到有充足電量后在重新啟動(dòng)并上傳信息到上位機(jī)端提醒，提高數(shù)據(jù)的可靠性。用于隱患檢測的上位機(jī)系統(tǒng)通過RS422工業(yè)串口通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸獲取數(shù)據(jù)，將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，獲取是否需要進(jìn)行報(bào)警，若需要報(bào)警，則上位機(jī)發(fā)出警報(bào)聲和屏幕閃爍直到運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)并處理為止，若無報(bào)警，記錄數(shù)據(jù)到Excel表保存。上位機(jī)系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求，遠(yuǎn)程設(shè)定距離檢測閾值，確認(rèn)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)信息的間隔時(shí)間，確認(rèn)每個(gè)檢測點(diǎn)的狀態(tài)信息，獲得每個(gè)檢測點(diǎn)的系統(tǒng)運(yùn)行情況并顯示在界面上，方便運(yùn)維人員進(jìn)行記錄。

四、技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

設(shè)計(jì)滿足架空線路嵌入式隱患實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)特點(diǎn)：該項(xiàng)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(hù)的人員成本;數(shù)據(jù)傳輸采用GPRSGSM無線傳輸組網(wǎng)，信號(hào)覆蓋面積廣，數(shù)據(jù)傳輸可靠穩(wěn)定;電腦上位機(jī)端可遠(yuǎn)程監(jiān)控中低壓架空線路是否存在安全隱患以達(dá)到提高運(yùn)維人員工作效率的目的。

在下位機(jī)安裝時(shí)在電線桿上安裝三個(gè)超聲波測距模塊實(shí)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(jī)將會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示和處理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能;數(shù)據(jù)傳輸模塊選用GPRSGSM模塊，信號(hào)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(bào)警信息，檢測電池電量，如果電壓過低時(shí)報(bào)警，并停止外設(shè)工作直到有充足電量后在重新啟動(dòng)并上傳信息到上位機(jī)端提醒，提高數(shù)據(jù)的可靠性。用于隱患檢測的上位機(jī)系統(tǒng)通過RS422工業(yè)串口通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸獲取數(shù)據(jù)，將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，獲取是否需要進(jìn)行報(bào)警，若需要報(bào)警，則上位機(jī)發(fā)出警報(bào)聲直到運(yùn)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）