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一种基于故障指示器的配电线路故障自动定位系统 摘要： 介绍一种基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和公共通信（GSM）技术的配电线路故障定位系统。它能够在故障后的几分钟内，在控制中心通过结合地理信息系统（GIS），给出故障的地理位置和故障时间的指示信息，并将该信息以短消息的方式发送到相关管理和维护人员的手机上，帮助相关领导和维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电。应用该系统不仅可减少巡线工作量，提高工作效率，而且缩短了停电时间。 关键词： 相间短路；单相接地；故障指示器；故障定位；配电网 　　 本文介绍的故障定位系统，是基于故障指示器技术和地理信息系统（GIS）技术的、自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统短路和接地故障点的检测和定位。配电控制中心的故障定位软件系统与现场大量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给出故障位置和故障时间的指示信息，同时，将故障点信息以短消息的方式发送到相关人员的手机上，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障。使用该系统不仅可大大提高供电可靠性，而且可大大减少故障巡线人员，提高工作效率。 1 故障定位系统 本系统包括故障检测探头（FD）、通信系统、监控中心3部分，其中通信系统又分为短距离无线数字通信收发系统、公共通信（GSM）短消息通信及中心站与主站之间的RS232通信系统。当用于中性点不直接接地系统的单相接地故障点定位时，还需要增加一个信号源子系统，当单相接地故障发生时，它会自动向系统注入用于故障点探测的信号。 故障探头（FD）安装在各线路分支处的分支线上,系统出现短路故障时，FD检测到短路故障电流或特定信号电流流过，通过短距离无线收发系统，将动作信号传送给相隔5～30m的子站。当线路上任何一点发生单相接地故障时，信号源向线路中注入特殊的脉冲共频信号，FD检测流过本线路的特定信号时有翻牌指示，并向相应子站发送无线信息。子站在收到动作信息后，将动作分支的FD地址信息通过短消息发送给中心站。中心站接收到子站发来的信息后，进行初步处理分析，可就地显示地址信息并保存，同时将该信息以RS232的方式送给监控主站。监控主站得到这些动作信息后，进行网络拓扑计算分析，与地理信息系统相结合进行故障定位。故障点地理位置信息可直接显示在地理背景上，还可以打印输出。同时监控主站将定位信息送给中心站，中心站以中文短消息的方式发送给事先设定好的10个相关人员的手机。运行维修人员根据这些信息可以直接到故障点排除故障。系统工作原理如图1所示。 FD—故障探头；ST—子站；GBS—短消息接收总站 图1 系统工作原理图 1.1 故障探头（FD） 在线路发生故障时，故障分支上的FD在故障后被触发，给出红色翻牌显示，同时将其数字编码信号通过短距离无线发射单元，以无线电波的方式发送给附近的子站，通信距离在5～30m之间。 故障探头FD的短路检测部分根据短路电流的特征，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。单相接地故障发生时，装在变电站内的信号源检测到3U0升高后,首先判断出故障相,然后对故障相施加特定信号，安装在线路上的FD检测流过本线路的特定信号，若满足故障特征则启动FD，给出红色显示，同时发出一无线编码信息。 1.2 子站 子站一般安装在线路分支点处，它能接收2个分支共6个FD的编码信息。1个子站与6个FD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，由一个GSM数据传输装置（相当于手机）以短消息的方式发送给中心站。子站装在一个铁箱内，由太阳能电池供电，太阳能电池同时给蓄电池充电。蓄电池在充足电后，可以维持子站连续20天工作而不需补充能量。 1.3 中心站 中心站主要是接收子站发来的短消息，并对数据进行处理，最后将数据送往相关设备。通信主站本身带有LCD显示及两个操作键，通过它们可直接查询故障线路信息，及在必要时清除内存等；在接收到故障信息后还可以给出声音报警。 1.4 基于GIS平台的故障定位系统软件 故障定位系统软件的主要作用是搜集通信主站传送的地址信息，对其进行纠错、校正，通过拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，最终显示在GIS的地理背景上。 本文的故障定位系统以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，该系统在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故障支路不断闪烁直至故障清除；③以不同的颜色显示动作不正