??? 摘 要:? 介紹了輸電線路" title="輸電線路">輸電線路桿塔突發(fā)電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，它是用于檢測、記錄輸電線路桿塔工頻" title="工頻">工頻接地故障的專用智能型系統(tǒng)。該系統(tǒng)能24小時全天候記錄保存桿塔在發(fā)生工頻接地短路時的接地電流值，并通過GPRS傳輸平臺將實時數據發(fā)送至遠程業(yè)務監(jiān)管中心。
??? 關鍵詞: 電流監(jiān)測" title="電流監(jiān)測">電流監(jiān)測；? 射頻網絡；? 通用分組無線業(yè)務
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??? 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，輸電線路覆蓋面不斷擴大，因雷擊、大霧、污穢而引起的輸電線路跳閘事故日益增多。在電力輸送線路中最常見的故障主要有電磁瓶擊穿產生的對地短路、線與線之間的搭線短路和人為短路等情況的短路故障。而一旦某處發(fā)生短路會使整條線路跳閘，造成大面積停電，而排除故障就需在整條線路上尋找故障點，所以，能否迅速發(fā)現故障點是排除故障恢復供電的關鍵。目前發(fā)現故障點的方法主要有兩種，一種是人工尋找，另一種用機械式短路故障指示器懸掛在各處的電力線上，可以在地面逐桿檢查，但是檢查時間也很長，都不能及時發(fā)現故障點。
1 系統(tǒng)總體結構
??? 輸電線路桿塔突發(fā)電流在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由突發(fā)電流監(jiān)測網絡、遠程數據發(fā)送終端、手持機和遠程業(yè)務監(jiān)管中心組成。結構如圖1所示。
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2 遠端電流采集及傳輸
??? 電流監(jiān)測器" title="電流監(jiān)測器">電流監(jiān)測器是專用于110kV及以上電壓等級交流輸電線路的桿塔短路突發(fā)電流監(jiān)測裝置。電流監(jiān)測器置于架設輸電線路的桿塔上，當輸電線路正常運行時，桿塔上沒有任何電流，電流監(jiān)測器中的傳感器輸出信號為零或接近零。電流監(jiān)測器結構如圖2所示。
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??? 一旦發(fā)生故障，突發(fā)電流會經桿塔流向大地，電流監(jiān)測器中的傳感器會檢測到流過桿塔的突發(fā)電流，射頻網絡將以無線接力通訊方式自動在各桿塔故障電流監(jiān)測器之間將此故障電流信息送至遠程監(jiān)管終端?；跓o線射頻的數據傳輸原理如圖3所示。
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??? 無線射頻數據傳輸模塊是采用高效FEC前向糾錯技術結合高性能的無線射頻IC及高速微處理器而開發(fā)出的一款無線通信模塊。最大發(fā)射功率23dBm（200mW）。ISM頻段工作頻率，載頻頻率429MHz～438MHz?；贔SK的調制方式，采用高效通信協(xié)議，在信道誤碼率為10-2時，可得到實際誤碼率10-5～10-6。具有低功耗及休眠功能，接收電流<32mA，發(fā)射電流<300mA，休眠時電流<30μA。該無線通信模塊具有很強的抗干擾能力, 全透明傳輸、體積小、功耗低、傳輸距離遠。射頻傳輸網絡工作原理如圖4所示。
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3 遠程數據傳輸" title="遠程數據傳輸">遠程數據傳輸終端
??? 遠程數據傳輸終端主要由電源管理單元、數據采集單元、數據控制傳輸單元組成。其硬件系統(tǒng)結構如圖5所示。
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??? 遠程數據傳輸終端采用嵌入式網絡模塊，可以控制采集模塊采集數據、處理遠程監(jiān)控中心請求指令和采集模塊上傳的數據，通過GPRS/CDMA無線網絡將數據上傳給遠程監(jiān)控中心。電源控制模塊是整個系統(tǒng)的動力供給，分為220V交流市電和直流12V、24V供電。正常運行時由市電為其供電，但遇到市電電壓波動或停電情況，備用電源開始啟動，其切換過程由電源模塊自動完成，無需人工干預，為系統(tǒng)正常工作提供能源保證。其工作狀態(tài)圖如圖6所示。
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4 數據存儲及傳輸方案
??? 對采集的數據和遠程數據傳輸終端產生的與告警相關的數據，系統(tǒng)提供遠程數據傳輸終端本地存儲和監(jiān)管中心數據庫存儲兩種方式。數據存儲方案如圖7。
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??? 由圖7可知，采集到工作參數首先存儲在本地存儲器中，當監(jiān)管中心向數據傳輸終端發(fā)送數據讀取指令時，當前數據和歷史數據通過GPRS網絡上報給數據傳輸終端寫入遠端數據庫，如果采集的數據異常，則數據傳輸終端自動向遠程監(jiān)管中心發(fā)送告警信號，此告警信號存儲在歷史告警信息中，同時利用數據網絡SMS功能將故障信息發(fā)送至存儲在嵌入式模塊中的SIM卡號碼，可及時通知相關人員，便于異常狀態(tài)及時處理。傳輸原理如圖8所示。
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??? 采用GPRS數據傳輸和射頻信號組網相結合的方案，對多點分布式小數據量數據通信具有組網方便、靈活、建設和運維費用低等優(yōu)點，非常適合對輸電線路桿塔進行遠程數字監(jiān)測。
5 監(jiān)管中心系統(tǒng)
??? 監(jiān)管中心的主要功能是收集、存儲數據和對運行參數的管理。監(jiān)測中心設備由網絡接入設備、管理監(jiān)控終端、數據庫存儲設備等組成，如圖9所示。監(jiān)管中心通過GPRS和INTERNET網絡接受來自數據傳輸終端的數據，依據數據的類型先將接收到的數據以文件方式分類保存，然后將數據文件轉換為相應的標準數據庫文件并保存到數據庫中，實現監(jiān)測中心對遠端數據的接收和存儲。
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??? 監(jiān)管中心數據的傳輸對象主要是遠程數據傳輸終端，傳送的數據有如下幾種：①遠程數據傳輸終端基本信息和參數，被監(jiān)測的桿塔基本信息；②遠程數據傳輸終端查詢數據（如授權密碼等）；③監(jiān)測中心控制指令；④遠程數據傳輸終端運行程序文件（如程序升級文件）。
??? 電力系統(tǒng)的運行狀況和國計民生息息相關，該系統(tǒng)提供智能檢測裝置，可記錄瞬間的線路故障電流及時間，引導工作人員迅速找到工頻接地故障點，能很好解決電力系統(tǒng)線路故障點尋找問題，射頻傳輸網絡在保證長距離有效通信的前提下，同時兼顧了實施成本問題，為提高工作效率、減輕工作人員勞動強度等提供了一種強有力的手段。
參考文獻
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