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城市智能電網故障在線監控
在城市的供電系統中，各種各樣的電力電纜越來越多，配電線路傳輸距離遠，支線多、電纜接頭多，環境和氣候條件惡劣、由于設備故障、老化和其它自然災害常常造成故障。研究智能終端監測設備實時監測和采集輸電線路線路的運行數據及故障信息，并通過GPRS等通信方式發送到遠程主站系統進行數據交互，最終實現輸電線路的綜合信息實時監控及線路故障預警報警、短信通知等多種功能，為供電部門或者企業提供技術支持，縮短故障排查時間、減小停電損失、提高供電可靠率。
1 研究目的和意義
在城市的供電系統中，電力電纜越來越多，配電線路傳輸距離遠，支線多、電纜接頭多、大部分是架空線和電纜線，環境和氣候條件惡劣，外破、設備故障和雷電等自然災害常常造成故障率較高。如果發生故障停電事故，不但影響了人們的正常生活，干擾了企業的正常生產經營；而且給供電公司造成巨大損失。更為嚴重的是如果因為線路故障問題引發大的安全事故，將會造成巨大的經濟和社會損失。因此電力的安全問題是電網的重中之重，由于電力設備連接或接觸部位，由于超負荷運行、冷熱變化、環境污染、設備老化等原因造成接觸部分發生變化、接觸電阻增大，在通過大電流時，引起絕緣老化或燒壞設備，甚至會造成引起設備短路起火，輸電線路的接地故障、短路故障等嚴重影響電力設備的安全運行。研究開發城市智能電網故障在線監控系統就顯得十分必要且重要。智能型終端監測設備實時監測和采集線路故障信息及運行參數，并可通過GPRS等通信方式發送到遠程主站系統進行數據交互，最終實現輸電線路的綜合信息實時監控及線路故障預警報警、短信通知等多種功能，為城市電網的安全提供強有力的技術支持，保障供電線路安全、可靠運行。
2研究目標
研究利用數字無線調頻/跳頻組網通訊技術、軟件、數據庫和計算機網絡技術，將城市配電網上的實時運行數據、故障報警數據和GIS信息等進行整合處理，形成功能強大的電網故障監控系統。實現配電網正常運行時的控制和監測。通過該系統的實施實現城配電網運行和管理的現代化，確保配電網絡的安全、可靠、經濟運行。
1）通過智能電網故障監控系統的實施真正提高供電企業及用電企業的用電安全問題，減少甚至杜絕重大事故發生，保障企業的正常安全生產；
2）實時監測線路負荷電流、瞬時接地尖峰電流、線路對地電場，對過負荷、過流、過溫、局部放電、絕緣下降和瞬時性單相接地故障進行預警，為安全供電提供決策依據；實時檢測線路短路、接地、斷線、停電等永久性故障并上報故障電流和異常電壓（高壓線路或電纜頭對地電場），幫助檢修人員快速查找到故障點，提高配調和搶修效率，提高供電可靠性。
3.2 系統工作原理
數字故障指示器FCI（Digital Fault Current Indicator）主要安裝在各種重要的線路轉接處及需要監測的線路上，電纜進出線和主干線路分段處各裝1組（共3只），以實現這些線路的在線監測（遙測）、故障檢測與定位（遙信），同時在附近安裝1臺數據采集器（Data Collect or Control Unit）。FCI和DCU通過無線進行通訊，FCI帶有唯一的識別編號DCU對其的識別；DCU還帶有一字節101協議通信地址，用于DCU與主站之間的地址識別。DCU與主站之間可采用靜態IP、動態域名、GPRS公網通信， APN專線等多種通訊方式。
當線路正常運行時，數據采集器和數字故障指示器通過設定的通訊方式進行通訊，將實時數據發送到DCU。FCI采用極低功耗設計，但無線通訊能量較大，不能完全依靠內部鋰電池供電，主要依靠從高壓導線感應取電。當線路負荷電流大于20A時可以完全滿足通訊需要功率；當負荷電流小于20A時，只能取到有限的電能，在通訊時會出現“兩問一答”或者定時主動發送的情況，其它時間FCI內部無線通訊模塊都在休眠以減少電池損耗。
當線路出現短路故障時，FCI可以檢測到短路故障及接地故障時，如果符合特定的短路故障或者接地故障判定依據，發送故障信息等數據發送到DCU，DCU再通過GPRS、CDMA 、SMS（短信）、3G等方式將故障動作信息和故障數據打包發到用戶手機或主站系統。
1 研究目的和意義
在城市的供電系統中，電力電纜越來越多，配電線路傳輸距離遠，支線多、電纜接頭多、大部分是架空線和電纜線，環境和氣候條件惡劣，外破、設備故障和雷電等自然災害常常造成故障率較高。如果發生故障停電事故，不但影響了人們的正常生活，干擾了企業的正常生產經營；而且給供電公司造成巨大損失。更為嚴重的是如果因為線路故障問題引發大的安全事故，將會造成巨大的經濟和社會損失。因此電力的安全問題是電網的重中之重，由于電力設備連接或接觸部位，由于超負荷運行、冷熱變化、環境污染、設備老化等原因造成接觸部分發生變化、接觸電阻增大，在通過大電流時，引起絕緣老化或燒壞設備，甚至會造成引起設備短路起火，輸電線路的接地故障、短路故障等嚴重影響電力設備的安全運行。研究開發城市智能電網故障在線監控系統就顯得十分必要且重要。智能型終端監測設備實時監測和采集線路故障信息及運行參數，并可通過GPRS等通信方式發送到遠程主站系統進行數據交互，最終實現輸電線路的綜合信息實時監控及線路故障預警報警、短信通知等多種功能，為城市電網的安全提供強有力的技術支持，保障供電線路安全、可靠運行。
2研究目標
研究利用數字無線調頻/跳頻組網通訊技術、軟件、數據庫和計算機網絡技術，將城市配電網上的實時運行數據、故障報警數據和GIS信息等進行整合處理，形成功能強大的電網故障監控系統。實現配電網正常運行時的控制和監測。通過該系統的實施實現城配電網運行和管理的現代化，確保配電網絡的安全、可靠、經濟運行。
1）通過智能電網故障監控系統的實施真正提高供電企業及用電企業的用電安全問題，減少甚至杜絕重大事故發生，保障企業的正常安全生產；
2）實時監測線路負荷電流、瞬時接地尖峰電流、線路對地電場，對過負荷、過流、過溫、局部放電、絕緣下降和瞬時性單相接地故障進行預警，為安全供電提供決策依據；實時檢測線路短路、接地、斷線、停電等永久性故障并上報故障電流和異常電壓（高壓線路或電纜頭對地電場），幫助檢修人員快速查找到故障點，提高配調和搶修效率，提高供電可靠性。
3 研究內容
3.1 系統組成
由若干個故障監測點和1套主站系統組成。3.2 系統工作原理
數字故障指示器FCI（Digital Fault Current Indicator）主要安裝在各種重要的線路轉接處及需要監測的線路上，電纜進出線和主干線路分段處各裝1組（共3只），以實現這些線路的在線監測（遙測）、故障檢測與定位（遙信），同時在附近安裝1臺數據采集器（Data Collect or Control Unit）。FCI和DCU通過無線進行通訊，FCI帶有唯一的識別編號DCU對其的識別；DCU還帶有一字節101協議通信地址，用于DCU與主站之間的地址識別。DCU與主站之間可采用靜態IP、動態域名、GPRS公網通信， APN專線等多種通訊方式。
當線路正常運行時，數據采集器和數字故障指示器通過設定的通訊方式進行通訊，將實時數據發送到DCU。FCI采用極低功耗設計，但無線通訊能量較大，不能完全依靠內部鋰電池供電，主要依靠從高壓導線感應取電。當線路負荷電流大于20A時可以完全滿足通訊需要功率；當負荷電流小于20A時，只能取到有限的電能，在通訊時會出現“兩問一答”或者定時主動發送的情況，其它時間FCI內部無線通訊模塊都在休眠以減少電池損耗。
當線路出現短路故障時，FCI可以檢測到短路故障及接地故障時，如果符合特定的短路故障或者接地故障判定依據，發送故障信息等數據發送到DCU，DCU再通過GPRS、CDMA 、SMS（短信）、3G等方式將故障動作信息和故障數據打包發到用戶手機或主站系統。