摘 要城市电网支撑着整个城市的供电线路，是保证人们日常生活、工作用电的重要保障，是工厂、企业生产、经营的保障。随着科技的发展和社会的进步，现代城市供电系统愈加复杂，包括电力电缆种类日渐繁多，配电线路传输距离远、支线多、接头多等都会成为影响城市电网稳定性的威胁因素。应用城市智能电网故障在线监控技术能够有效解决电网问题，智能终端设备能够实时进行电网检测、数据监控、信息采集和故障诊断等功能，并及时进行故障预警，将故障产生的危害降到最低。本文通过对城市智能电网故障在线监控技术研究的背景、目标的概述，介绍了该技术主要的研究内容。

【关键词】城市智能电网 故障定位 在线监控 实时监控 故障预警

城市电网的正常运转保障着城市供电的稳定性，然而，由于城市电网是一项复杂的大工程，在城市电网的运行过程中存在着太多的不确定因素，甚至气候和天气条件、设备的老化和一些难以预料和控制的自然环境因素都会导致城市电网系统出现故障和引起故障扩大化，最终产生严重的后果。而城市智能电网故障在线监控的出现无疑针对性的解决了这一问题，强调监控的实时性，一旦出现问题及时预警，将电网故障控制在可控范围内。

1 城市智能电网故障在线监控研究概述

城市电网一旦出现问题故障，不仅会给人们的日常生活带来不方便，还会影响企业经营和工业生产等，带来巨大的经济损失，甚至会造成安全事故。因此，强调城市电网的安全稳定是城市电网工程的重点，大力发展城市智能电网故障在线监控研究已经成为工程的必要项目。对城市电网故障进行实时在线监控就能第一时间发现电网故障，及时处理并降低危害。通过在线监控设备对城市电网系统进行数据采集传输并实时监测，经过GPRS等可行的通讯方式返回数据到主控系统进行数据交换和信息交流，综合反馈数据进行电网线路故障警报，也可以使用短信提醒，方便迅速，最终目的实现城市电网系统的安全、可靠、有序、正常运行。

2 城市智能电网故障在线监控研究目标

电网故障监控系统应该是一项工程量大、综合各个方面信息，使用多种技术，对整个电网实施实时的监控和故障预警。这要求着数字调频技术、网络通讯技术、计算机网络技术、数据库、单片机程序、传感器数据采集、故障报警、GPRS技术、GIS信息整合处理等，也只有经过科学的、合理的电网故障在线监控控制，才能实现电网安全、稳定运行的最终目标。研究目标也是研究的最终目的，也是研究的实际意义。通过电网智能故障在线监控能够保证人们、企业、工厂用电安全，将重大用电安全事故发生的概率降到最低。又能对电路负荷实时监控，包括线路负荷电流、瞬时接地尖峰电流、线路对地电场，能够有效减少过载、过流、过温、异常放电等问题。这些问题的解决不仅能够极大的降低经济和社会损失，更能快速发现故障、迅速定位故障、快速排出故障。

3 城市智能电网故障在线监控研究内容

3.1 系统组成和原理

城市智能电网故障在线监控系统主要包括主站系统和众多的故障检测点装置，其中，主站系统是整个系统的核心，担任着接收信息、处理信息、对比数据、判断故障、及时预警等的重要任务。对整个城市电网进行分段设置故障检测器，既保证覆盖率，又要尽可能降低成本和复杂度，适合的故障检测器密度能够提高数据传输效率，提高主站的數据分析速度，从而及时的进行故障预警。在城市电网的关键部位和易故障部位设置故障检测器，进行数据采集，并通过特定的通讯模式进行数据传输，实现数据实时共享，这也是在线监控的基础。故障检测器需要具备低功率、低功耗、长时间使用的特点，需要通过高压导线感应取电。故障检测器能够实时的检测到故障和故障类型，进行故障判断和故障预警，从而达到预防故障和将故障造成的影响降低到最小。

3.2 故障检测

城市电网故障主要可以分为短路故障和接地故障两类。短路故障可以通过数字故障指示器，即故障检测装置进行故障的判定，包括电流突变法和过流速断定值法。针对不同类型的故障，使用不同判据方法，如表1所示。

3.3 系统软件

软件系统是采用的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition），以计算机和互联网为基础，结合电子自动化监控系统。SCADA应用范围非常广泛，包括电力、石油、冶金和化工等大型自动控制领域。软件系统应该能够适应硬件系统，并将功能最大化实现，同时兼顾稳定性和高效性。系统软件应该具备相应的功能，主要包括过程报警、历史存储、数据采集分析处理、故障信息在线监测和故障定位、短信通知、权限管理和运行状况Web浏览等功能。

其中，过程报警是最为基础的功能之一。在对电网数据进行实时监控的同时，发现数据值变化范围、变化速度等异常就需要进行系统报警，提示工作人员进行及时维修和保养。报警需要综合各方数据，并加以数据分析、计算得出能够有效代表系统运行的特征数据，比如极限值、变化率、变化偏差等，一旦这些使用值出现异常状况，就需要进行报警通知工作人员。软件系统还需要实现历史存储，以实现对电网的长期监控和对比分析等。

4 小结

城市电网的重要性不言而喻，关系着居民的日常生活和工业生产、企业经营，城市电网故障就会造成非常严重的后果，不仅人们生活不便，企业工厂遭受经济损失，更会出现安全事故。城市智能电网故障在线监控研究能够从根本上解决电网系统不确定因素造成的运行故障，实现故障报警和故障定位，及时、迅速、高效处理故障事故，将故障危害降至最低，实现电网技术的高速发展和智能电网故障在线监控技术的深入、广泛应用。

参考文献

[1]田中歌.正定配电网线路故障在线监测系统的设计与实现[D].华北电力大学，2014.

[2]许娴.智能电网故障定位及在线监测技术在10kV城市配电网的应用探讨[J].广东科技，2014（Z1）：57-58.

[3]冀巍，赵亚军，聂振楠.城市智能电网故障在线监控研究[J].科技传播，2013（03）：33-34.

作者简介

李波（1979-），男，河南省济源市人。大学本科学历。现国网济源供电公司工程师，从事电网监控专业。

作者单位

国网济源供电公司 河南省济源市 454650