摘要：近年来，随着人们对供电系统持续供电能力要求的不断提高，运用ＧＰＲＳ技术精准定位、实时传输电力设备运行状态，提前预测故障点，已成为电力企业监测系统的运用发展趋势。简要分析了ＧＰＲＳ技术的优势，并结合实例详细论述了电力配电线路故障监测系统中ＧＰＲＳ技术的典型应用，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：ＧＰＲＳ技术；电力配电线路；故障监测系统；数据转发站
1电力配电线路常见故障原因
1.1自身线路故障
由于部分配电线路使用时间过长，导致设备老化。同时，配电线所配置的避雷器由于受到外在因素的不良影响，时常发生损坏，极其容易出现问题，如接地故障等，而后相关工作人员并未对其进行及时更换和维修，致使雷电发生时，避雷器的避雷效果大大降低，从而导致接地线路产生电压问题，时间一久，导线逐渐松弛，最终致使混线。
1.2人为因素
我国部分地区经常会出现偷换配电线路、私自连接变压器的现象，且尚有不法分子为了谋取利益而私自切割电线或窃取电力设备，这种情况使得配电线路由于其裸金属连接在正在工作的裸导线上，进而致使短路，或是输送电力的有关线路直接断电，严重影响了居民的使用。
2 电力配电线路故障监测系统中ＧＰＲＳ技术的典型应用
2.1 系统概况
为提升研究的实践价值，本文选择了某地１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统作为研究对象。该系统应用了智能故障指示器，指示器由监控主站、中心站、ＧＰＲＳ数据转发站组成。作为集故障点自动检测和定位一体的自动化系统，由ＧＰＲＳ／ＧＳＭ技术和ＧＩＳ作为系统的技术服务。通信系统同样属于１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统的重要组成，该系统包括短距离通信系统、ＧＳＭ通信系统、网络通信，分别负责变电站与故障指示器探头之间的短距离通信、中心站与变电站之间的ＧＳＭ通信、主站与中心站之间的网络通信。如单相接地或相间短路故障，监控主站界面和ＧＰＲＳ通信系统显示的部分相同，二者仅在故障检测部分存在区别。
2.2 ＧＰＲＳ技术的具体应用
2.2.1 架空型数据转发站原理分析
在１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统中，架空型数据转发站属于ＧＰＲＳ技术的主要应用路径，一般在线路的分支点上安装数据转发站。在接收保护动作指令后，ＧＰＲＳ通信部分将回传故障指示器的坐标，调控中枢接收消息后可当场显示地址信息，由此操作维护人员即可按照信息开展快速，有针对性地处理１０ｋＶ架空配电线路故障。基于ＧＰＲＳ技术的架空型数据转发站一般由三部分组成，即ＧＰＲＳ通信模块、通信故障指示装置、通信主站，该转发站具备短距离无线传输信息、微功耗设计（特殊唤醒模式）、有效防止误动、电源管理系统完善、温度控制系统精密等技术特点，同时具备接收故障信息调制无线信号并进行解调、接收并转换电缆传输光信号、解密计算解调后信号并判断正确性、向主站系统发送故障信息短消息、管理后备电源充放电、调适工作环境等功能。
2.2.2 架空型数据转发站的设计
为保证ＧＰＲＳ技术较好地服务于１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统，基于ＧＰＲＳ技术的架空型数据转发站的设计必须得到重视。图３为故障在线监测技术方案，结合该方案不难发现，架空型数据转发站的两组数据采集同步通过ＧＰＳ发布的时标数据实现，而检测信息的无线发送则采用ＧＰＲＳ技术，配合用于存储数据的服务器系统，即可实现１０ｋＶ架空配电线路故障的实时监测。１０ｋＶ架空配电线路的电压、电流实时采集由数据采集模块负责，配合ＧＰＲＳ无线模块，即可将相关数据发送至数据接收端并存至数据服务器，在软件的支持下即可最终实现故障定位，其中数据接收方案、数据库方案、故障线路监测技术实现软件方案的实现属于其中的关键环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆数据接收方案需编制ＧＰＲＳ无线传输程序，通过串行通信接口将ＧＰＲＳ无线数据接收模块与系统相连接，同时验证模块接收到的信息并进行解码处理，即可得到零序电压、电流信息，最终完成数据存储；数据库方案是为了合理存储数据信息，数据的可靠存储可由此得到保障，数据库表结构、布局、流图的合理设计属于其中的关键环节；故障线路监测技术实现软件方案需以线路信息为基础，以此实现情况实时监测，软件还需要具备故障查询、参数设置、图形展示等功能[1]。
2.2.3 基于ＧＰＲＳ技术的１０ｋＶ架空配电线路故障监测方案
为构建１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统的架空型数据转发站，可采用检测技术领域的新技术广域测量系统，由此实现ＧＰＲＳ同步数据测量、ＧＰＲＳ数据无线传输，多个位置点的同步数据采集、电压与电流信息的无线采集也将由此实现。ＧＰＲＳ网络属于该方案的核心，具体方案构成如下：（１）基本结构。基于ＧＰＲＳ技术的１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统由三部分组成，分别为现场监控终端、无线数据传输、远程监控信息处理系统，故障指示器、信息处理模块、数采器、配电网故障寻址分析软件等属于其主要构成部分，告警信息向移动内网的传递通过ＧＰＲＳ通信形式实现，告警信息向监管控制中心的传递则使用ＡＰＮ专路。（２）现场监控终端。在１０ｋＶ架空配电线路上配置该模块，配合故障检查手段，即可实现１０ｋＶ架空配电线路工作状况的在线监测，一般在多重故障或待检线路配置现场监控终端，必要时可通过提高负载电流检测频率应对大电流突然断电等现象[2]。（３）无线数据传输。在收到故障信息情况分析后，ＧＰＲＳ会将故障信息传送到监督控制中央单元，这一过程需做到严格按照时间要求并保证数据无遗漏无偏差，最终即可将运维信息发送至运维人员携带电话。（４）远程监控信息处理系统。该系统负责故障发生信息的展现，如软件在运行过程中发现１０ｋＶ架空输电线路故障，主机将在接收相关信息后自动报警，维修员工将在接收信息后进行故障处理，结合监控点恢复电路，即可快速完成故障处理[3]。
2.2.4 优势分析
基于ＧＰＲＳ技术的１０ｋＶ架空配电线路故障监测典型应用流程可概括为：“采集电压、电流信息（智能故障指示器）→判断是否发生故障→是→向无线通信终端／无线通信极端发送电压、电流信息→将信息发送至管理系统→通过客户端展示故障信息→管理系统报警显示异常→向运维人员发送报警信息”。表１为基于１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统的故障处理与传统故障处理的对比，结合该表可直观发现１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统具备的优势，ＧＰＲＳ技术的应用价值也同时得到了证明[4]。但值得注意的是，基于１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统需要添置系统管理软件、无线通信终端和智能故障指示装置，这就增加了新的安装和运维成本，而由于智能故障器无法安装于高压输电线路，基于ＧＰＲＳ技术的故障监测系统应用范围因此被限制，这必须得到相关业内人士的重视。
结论：
综上所述，ＧＰＲＳ技术可较好地服务于电力配电线路故障监测系统，在此基础上，本文涉及的某地１０ｋＶ架空配电线路故障监测系统实例、架空型数据转发站设计、基于ＧＰＲＳ技术的１０ｋＶ架空配电线路故障监测方案等内容，则直观展示了ＧＰＲＳ技术的应用路径，而为了更好地发挥该技术优势，大数据技术、人工智能技术的配合应用必须得到重视。
参考文献：
[1]曾宪亮,潘邦全,吕正东.GPRS技术在临时用电故障报警系统上的应用[J].电工技术,2018(16):78-80.
[2]肖开伟,梁仕斌,田庆生,张少泉,陈晓云.配电线路故障在线监测系统开发与实践[J].软件,2017,38(09):127-131.
[3]王刚,游晓科.配电线路监测与故障定位系统及其应用[J].大众用电,2017,32(09):22-23.
[4]吴启明.电力配电线路故障监测系统中的GPRS技术分析[J].信息系统工程,2015(07):20.
论文作者:刘富彬
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/25
标签：故障论文; 线路论文; 技术论文; 数据论文; 信息论文; 监测系统论文; 方案论文; 《当代电力文化》2019年第10期论文;