输配电线路故障在线监测系统分析

张群安 陆振华 王硕 赵嘉骏 陈周

摘   要：为了实现电力线的在线监测和实时故障报警，需要对线路进行系统化的监控设计。文章介绍电路检测系统存在的问题及无线自组织网络在输电线路监测中的使用，对在线监测技术在输配电线路故障中的应用现状进行分析，并对此提出一定的解决策略来提高在线检测的准确率，保证系统设计的可靠性与实用性。

关键词：输配电线路;故障;在线监测;分析

输电线路出现问题时，常常会对附近周边的电路造成危害，因此，输电线路发生故障时，要及时地针对问题进行修复，不然会对相应的生产带来麻烦。同时在输电线路的构造中不难发现，其结构复杂，在修复线路的过程中需要耗费大量的人力、物力。一些架空线路出现问题时，由于情况复杂，维修人员对线路出现问题的地方很难进行排查，也无法根据实际的具体情况解决故障，给设备的运行埋下了安全隐患。因此，为了及时排查与解决线路出现的问题，需要设计相应的监测系统来为维修工作带来便利，提高对电的供应和对相关电路的自动化运行效率，保障相关设备的正常运行，同时也能够提高电网水平。

1    检测技术应用的缺陷和问题

在检测技术应用过程中仍然存在着许多的缺陷与问题：（1）在对输配电线路的监测工作中，相应的政策、标准等不足，缺乏相应的规范，相关企业难以有国家层面的保障，在一些方面难以得到调控[1]。（2）在对电线路进行监测系统的应用时缺乏相应的规划，难以根据具体的需求而进行建设，同时对于应用来说更多的是强调实事而忽略管理，忽略了对系统的调控。（3）对相关的系统欠缺考虑，缺乏与其他软件之间的相应设计与相关方案的制定，在后期的使用过程中会出现很多问题，难以保证在建模过程中的准确度，缺少相应的技术帮助。（4）在检测技术应用过程中，由于对相应监测对象认识不明确，所以在具体的应用过程中可能会出现受益者不明确的情况，这样只能对自动化程度进行投入而忽视对配网的投入，比重出现失调。（5）在进行监测系统的运行中，由于出现职责的不明确导致后续工作不能顺利进行，这样一来，开发商与相应供电具体情况不了解会导致最终形成的系统做不到精准的预测需求，难以具备良好的适应性。

2    无线自组织网络在输电线路监测中的应用

随着经济的发展，网络逐渐应用至各行各业中去，为人们带来便利的同时，解决了一大部分实际应用问题。在输电线路的发展中，线路与线路间构成的电网逐渐向大容量、大面积、复杂结构的方向发展，而随着人们用电需求量的增大，未来电网的发展更是向大面积、复杂化方向进行，与此同时对相应输电线路的监测问题需要得到重视，需要结合无线网络的优势将其应用至输电线路的监测中。无线局域网具有分布范围广、注重实际应用的优点，是一种分布式的自组织网络;因为它是由若干个体积微小的节点组成，所以在进行数据搜集过程中，不论是什么样的外部环境，无线自组织网络都可以搜集到相关数据。为了提高无线自组织网络在任何自然条件下对数据及时、完整的输送，常采取长链层次型拓扑控制方式，通过对网络拓扑结构进行仿真设计，再对一些多余的链路进行去除以达到对无线传感器网络性能的优化，使无线传感器网络的使用寿命被大大延长，同时对传输的数据做到了极大程度的保护，使数据的传输更具备可靠性。

3    在线监测技术在输配电线路故障中的应用现状

3.1  輸配电线路的在线状态检测

输配电线路在线状态监测包括4个方面：（1）根据相关的线路诊断提出相关的建议。根据检修过程中对相关线路、状态、技术的分析来对线路检修建议进行确定，其中包括线路的维修工作、检修工作以及检修费用等。（2）制定合理的检修方案[2]。根据具体的线路将其分成不同等级，对不同等级的线路进行策略制定与方式的选择，能够大大提升检测效率。（3）制定并严格实施检修计划。在对线路进行检修过程中要进行统一化标准，对相关维修及养护工作进行安排[3]。（4）定期对线路检修进行评估，以此进行经验的总结。

3.2  对一次设备的监测

在对一次设备进行监测的过程中，主要是通过传感器对电路各个部分进行信息的收集，并以点对点的方式来实现向现场的传输。在进行在线监测过程中，需要与监测中心时刻保持联系，以保证将实际情况进行传达。另外监测中心会根据传输回来的数据进行储存，并通过分析对相应的输电线路进行维修管理，以便出现问题时及时采取有效的解决方案[4]。通过数据的储存与分析，也能够对电路进行规划，还能为在线监测技术提供完善的数据支撑。

3.3  集中式在线监测结构形式

集中式在线监测形式主要是通过数据的采集、反馈、相关人员的分析来对具体的情况进行反馈。一般是通过在相关设备上安装传感器来反馈电路情况，包括温度、湿度、电流等维度，通过数据的采集与反馈对电路的状态进行反映，最后通过主机对处理后的数据进行分析[5]。这种方式通常适用于检测设备数量多、检测对象复杂的情况，但是对于模拟信号的传输来说，易出现传输过程中模拟信号丢失的问题。

3.4  在线监测技术应用效果

在线监测技术在输电线路中的应用，取得了良好的效果，通过对输电线路中导线的状态，如风向、风偏、导线温度、覆冰状态等进行数值分析，同时对输电线路周围环境进行实时的监控与分析来对线路所处的环境进行总结，在对线路运行状态的分析过程中为监测设备的安装提供方案，确保了对输电信息的信息化管理，保证了输电线路的长久使用，同时为线路的实际运行与线路的相关设计提供了数据上的支持。

4    对在线监测技术发展的建议

4.1  加强在线监测技术的系统化和信息化

在在线监测技术的使用过程中曾出现了不稳定性等问题，针对这些问题，可以加强在线监测技术的系统化与信息化。通过网络信息技术促进无线局域网的使用，来为在线监测技术提供必要的通信网络支持。在完善过程中首先要对相应的标准进行制定，使在线监测系统技术在使用过程中形成体系，尽可能以统一标准来进行衡量，以减少相应的问题的发生，提升对问题处理的能力。其次，对相应的工作人员进行专业化培训，使相关人员具备相应的技术与专业素养，加强对他们的日常培训工作，使之对信息进行及时的掌握，保证监测系统的稳定运行。

4.2  加强在线监测技术的智能化和自动化

在线监测技术发展过程中，要与时俱进，结合时代发展与要求提升在线监测技术的智能化与自动化。在系统诊断上进行专业化的研究，加大相关人员对此科研的投入力度，使在线监测技术的发展能够跟随时代、科技发展的潮流。在监测过程中注重对精准度的把握，在对监测问题的不同类型设置不同的解决方式，提升系统应对问题的能力。同时针对系统维护等工作进行远程服务的开发，节省不必要的人力资源浪费。另外，在在线监测技术使用过程中，寿命的长短也需考虑。针对其使用的电池进行开发，使监测系统有相应的电池供应，以确保在线监测技术的长久使用。

4.3  在线监测技术的开发和应用要实事求是

任何技术的进步与发展离不开相关科研人员的研究，但对于监测系统的研制需要根据实际的情况进行有针对性的开发，相关学者与专家要在经验基础上加强对输电线路的专研，在理论的支撑下加强对实际的考量，以丰富的专业知识背景来加强对实际问题的解决，使在线监测技术的研发更能解决实际问题，更贴合电路发展的真正情况。

5    结语

总而言之，对输配电线路故障进行检测的在线监测技术已经被大范围的推广，同时在国家的大力发展下对相关监测技术提出了要求，在线监测技术需要考虑到大众使用成本及其可靠性、安全性，并进行完善，这也是日后需要进行改进的方向。尽管在使用的过程中仍然存在一定的问题，但是在问题中总结经验、进行改善，最终会推动在线监测技术的发展。

[参考文献]

[1]关海鹏.基于Intel80196输电线路故障在线监测系统的硬件实现[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2011（5）：733-735.

[2]祁树文，高山，梁晓亮.基于GPRS技术的架空输电线路故障在线监测系统[J].吉林电力，2008（2）：45-46.

[3]陈文民，刘东海.输配电线路故障在线监测系统研究[J].华东电力，2010（6）：894-897.

[4]唐勇.小电流接地系统之输配电线路故障在线監测系统的研发和应用[J].通讯世界，2017（8）：132-133.

[5]王芷郁，王善伟，黄亮，等.电力故障指示器智能在线检测系统的设计与实现[J].福建电脑，2017（7）：46-47.

Analysis of on-line fault monitoring system for transmission and distribution lines

Zhang Qunan， Lu Zhenhua， Wang Shuo， Zhao Jiajun， Chen Zhou

（Liuzhou Power Supply Bureau， Liuzhou 545000， China）

Abstract：In order to realize the on-line monitoring and real-time fault alarm of power line， it is necessary to carry out systematic monitoring design on the line. This paper introducing the circuit test system existing problems and the use of wireless self-organizing network for transmission line monitoring， the online monitoring technology in the application of power transmission and distribution line fault status is analyzed， and puts forward some solving strategies to enhance the accuracy in on-line inspection， to ensure the reliability of the system design and practical.

Key words：transmission and distribution line; fault; online monitoring; analysis