基于无线传感器网络的配电线路故障定位研究陆优

基于无线传感器网络的配电线路故障定位研究陆优

陆优

（国网江苏省电力公司南通供电公司226001）

摘要：配电网运行状况的好坏与用户接受的电能质量息息相关，针对配电网线路故障进行的定位与处理是维持电网正常运行的重要内容。随着科技的进步和发展，基于无线传感器网络的配电网线路故障定位技术广受关注，且在实践应用中发挥了应有的效用，因此加大对其的研究力度具有十分重要的现实意义。本文在阐述无线传感器网络内涵的基础上，针对该技术在配电线路故障定位汇总的应用进行了分析，最后总结了整体优势。

关键词：无线传感器网络；配电线路；故障定位

1无线传感器网络的内涵

无线传感器网络集采集信息、处理数据、无线通信等多项功能于一体，不仅能迅速、有效的采集配电网线路中处于微弱状态的故障信号，还可以准确且及时的判断出故障所在位置，因此在电力行业中得以广泛应用。

相比之下，无线传感器网络有着传统故障定位系统不可比拟的优势，其节点多而广，信噪比大，具有较高的测距精度和更广的测距区域；对环境的适应性较强，特别是在环境较为恶劣的区域以及偏远地区；因其功能集成性较强，很大程度上简化了布线和设备，因此性能高，成本低。

2基于无线传感器网络的配电线路故障定位应用

2.1无线传感器网络配电线路故障定位原理

将无线传感器节点设置于配网线路，就能够及时收到来自于此节点所处线路的运行状态信息，例如电流信息、电压状况等。具体的节点配置模式如图1所示，其中将电流的流动方向假设同母线一致。

结合以往的故障类型来看，配网故障多为单相接地故障，以下单独围绕此类故障进行分析。

根据中性点不接地的特征，同时根据中性点经消弧线圈接地的特点。如果依然采用旧式的零序电流分析法，故障定位效率低。此时选择无线传感器网络系统进行故障定位，其主体功能体现为：依靠故障相路每两个临近节点之间的故障与非故障电流幅值差，二者之间对比的策略进行故障定位。

假设现实配网中引入MICA以2传感器节点，则D值最大为500-1000m，现实操作过程中，r通常取50m，l值则要在2.5km以上，这样才能真正达到精准度的标准，其可以满足中低压配网的故障定位需求。

（2）仿真分析

快速切除属于一项重要故障定位的方法，适合于配网系统中的应用。具体表现为：配网故障出现，节点立即投入运转，故障信号在4ms内传输完毕。以无线传感器网络为依托的配网故障定位通常引入了同步触发设备，故障出现时，节点能够吃速地进入运行，从而以最快的速度切除故障。

数据在汇聚过程中可能出现延时现象，具体涵盖数据处理、发送等的延时以及数据从发送处至汇聚处的传输过程中所耗费的时间等，各个线路中节点之间相距50米。然而，对于无线传感器网络来说，将其应用于配网线路，经过统计计算风险，在网络量为巧%的状态下，汇聚演示能够达到规定要求，仅为3.34ms，这一点就说明了无线传感器网络系统的特殊功能与作用，能够达到配网线路故障及时定位、查找的标准。

（3）可靠性分析

将无线传感器网络设置于配网系统内部，发挥故障排查与定位，能够达到一定的可靠性。配网出现故障问题后，无线传感器节点可以及时、有效地监测到故障信号；同时，中下层节点的相关信息能够确保安全、合理地传送到不同部位节点，最终传输到控制中心。同时，传感器节点选择了特殊的设备进行数据收集，也就是常用的行波触发设备。因此，节点能够适时地查看到故障相关的数据、信息。而且该传感器网络系统也能将所收集的信息及时地传送出去，为控制中心所接收，这样就保证了配网故障定位的高效性、及时性与准确性。

3基于无线传感器网络的配电线路故障定位优势分析

3.1信息的获取较为全面准确

无线传感器网络的首要特点是规模大，其节点分布非常广泛密集，能够从不同的角度获取信号，这样就使信号的获取变得非常全面，另外，由于其密集性，使得无线传感器网络在获取信号面能够准确的获得详细的数据信号，并根据这些信号快速准确的定位出故障的位置，提高故障定位的工作速率，极大地减少了故障处理的时间和人力使用从而获取巨大的收益。

3.2节约成本

在无线传感器工作过程中，采用了数据采集、数据处理和数据提交的统一工作特性，有效的简化了工作设备以及减少了人工数据处理这一环节，在数据提交过程中，无线传感器网络直接将信号传递到计算机内部，工作人员可以轻松地获取信号，不用附加其他设备，这些都减少了设备的资金投入，有效的降低了配电网维护的成本，在人力上相比传统的定位方案也较为节省。

3.3适应能力较强

无线传感器网络是有多个传感器通过AdHoc技术进行连接的网络，可以在环境较为恶劣的地区进行工作，又由于大部分网络是采取集成的，这就简化了设备的使用，可以在较为狭窄的地方进行信号的获取，相比传统的工作方式具有较为明显的优势

结语

综上所述，基于无线传感器网络的配电网线路故障定位系统可以快速、准确、可靠的定位故障点，且经济合理，具有较强的实用性，因此要加强对其的研究力度，使其更好的服务于电力系统，从而创造良好效益。

参考文献：

[1]区伟斌.无线传感器网络在配电线路故障定位中的应用[J].中国高新技术企业，2016，（06）：58-59.

[2]任志军.无线传感器网络的配电线路故障定位方案[J].电子技术与软件工程，2014，（15）：41.

[3]王海波.基于无线传感器网络的配电网线路故障定位方案研究[J].科技创新与应用，2013，（35）：53.