無線傳感器網絡在配電線路故障中定位應用研究

李宗寶

【摘 要】 隨著我國電力事業的快速發展，配電網絡的安全運行變得越來越重要。配電網的安全穩定運行，對于人們的生產和生活具有重要的意義。在配電網發生故障時能夠快速地找到故障點，對于配電網的維護來說顯得更加的重要，因此應當加強對無線傳感器關于故障定位應用研究。

【關鍵詞】 無線傳感器 配電線路 應用

無線通信技術、計算機技術和傳感器技術的快速發展，有效地的改變了電網維護的形式，提高了電網維護的效率。其中無線傳感器網絡具有信息采集、數據處理和信息無線傳輸等功能，能夠快速地的采集到信號比較弱的故障信息，從而幫助工作人員及時地的發現故障位置。無線傳感器具有一系列便捷的功能，因此在配電網線路的故障定位中得到了廣泛的應用。

1 無線傳感器網絡概述

無線傳感器是由一組傳感器按照一定的形式組成無線網絡，并且完成對于其網絡覆蓋區域內相關信息的采集和處理后，將相關的信息發送給工作人員。無線傳感器網絡的使用極大地的提高了配電網線路的故障定位效率，在配電網絡的維護中得到廣泛的應用。無線傳感器網絡的規模相對比較大，因此可以在范圍比較大的區域內收集到相關的數據信息。無線傳感器網絡具有比較高的自動化排查故障能力，能夠自行進行管理和配置，而且能夠適應多種形式的變化，在環境惡劣的環境中也能夠使用。

無線網絡傳感器通過安裝在配電網上的傳感器節點進行跟蹤，傳感器節點可以采集到電流的信息。配電網結構和無線傳感器網絡系統的結構示意圖如圖1所示。

2 無線傳感器網絡配電線路故障定位的優勢

2.1 數據采集、處理、通信一體化

無線傳感器網絡作為一個功能比較全面的大型網絡，其節點數量多，能夠完成數據的采集、處理和通信等工作，因此其信息更加的全面。無線傳感器網絡能夠從不同視角來獲得信息，不僅能夠提高數據采集的精度，同時也提高了采集的空間，減少了數據采集中的盲區。在配電網絡的故障定位中，無線傳感器網絡能夠進行大范圍的定位，而且其發現故障的準確性和效率都比較高，能夠有效地的滿足了配電網的維護要求。

2.2 對環境的適應性更強

無線傳感器網絡實現了信息節點的功能統一和集成，簡化了系統的組成形式，因此其需要的設備比較少，對于環境的可耐性也比較高。隨著無線通信模塊的應用，改變了傳統的復雜布線要求，進一步降低了對環境的要求，具有比較好的性價之比。無線傳感器網絡系統比較簡單，對于環境的適應性比較高，因此可以應用中環境比較惡劣的地方，滿足了配電網的應用需求。特別是環境復雜的條件下，無線傳感器網絡更能夠滿足故障定位維護工作的需要，特別在緊急情況下其優勢更加的明顯，對于保障配電網的安全穩定運行具有重要的意義。

2.3 采集數據少，定位更準確

無線傳感器網絡在工作的過程中主要通過采集故障的電流來進行故障定位，即通過采集故障位置相鄰節點電流變化和正常工作狀態下的電流變化進行對比，從而實現了對故障的精確定位。這種工作方式不僅提高了定位的準確性，同時也減少了數據采集量，提高了數據處理的效率。在傳統的故障定位中，需要分析零序電流的大小和方向，但是難以滿足定位準確性和快速性的要求。同時無線傳輸的應用，也改變了傳統故障數據不同步的影響，將會在配電網線路的保護工作中發揮更大的作用。

3 無線傳感器網絡配電路線故障定位應用

無線傳感器網絡的應用，改變了配電網故障定位的效率，使配電網的自動化水平得到了進一步地提高。同時配電網自動化技術也是當前的主流，無線傳感器網絡技術的出現和應用有效地降低了配電網的運行成本，而且簡化了其運行設備，在配電網的應用中具有比較好的發展前景。

3.1 無線傳感器網絡故障定位的可靠性分析

無線傳感器網絡具有比較高的發展水平，在配電網線路的故障定位中，通過傳感器節點的作用來得到故障位置的電流信息，從而得到線路的運行情況。無線傳感器網絡的強大功能，在進行配電網絡的故障定位中具有一系列優異的表現，例如其可靠性比較強即當配電網絡發生故障時，無線傳感器網絡中能夠將采集到的相關信息真實可靠的傳遞給管理節點，進而傳遞給控制中心；控制中心將得到的電流信息進行匯總分析，經過多次的分析來得到故障點的位置。由于無線傳感器節點的特色功能，所以能夠快速地檢測到故障的信息。同時由于其采用了多路徑的無線傳輸方式，可以有效地保障了信息的可靠傳輸，避免了信息的中斷。為了滿足可靠性的要求，應當保證一定的傳輸路徑數量，同時在節點與節點的傳輸過程中也需要保證節點的數量，最后節點在傳遞給控制中心時仍然保持了多條傳輸路徑。經過仿真軟件進行模擬之后發現，多路徑的信息傳輸協議，能夠有效滿足可靠性的要求。通過采集故障位置相鄰節點電流變化和正常工作狀態下的電流變化進行對比，從而實現了對故障的精確定位。

3.2 無線傳感器網絡能量優化分析

無線傳感器網絡在工作過程中需要大量外界的能量來提供工作的動力，如傳感器模塊、無線通信模塊、處理器模塊等，因此能量約束常常影響無線傳感器網絡在實際配電網中的應用。隨著半導體技術的發展，處理器和傳感器模塊的能量消耗正在逐步地降低，而無線通信模塊的能量消耗相對仍較大，當其處于睡眠狀態時的能量需求較少，但進行工作時，如信息的發送和接收則需大量能量支持，因此在無線通信模塊的設計中，應當盡量減少不必要信息傳遞，以提高傳遞效率。

4 結語

配電網的安全穩定運行對于社會進步和經濟發展具有重要的意義，因此配電網的維護工作就顯得更加重要起來。通過應用無線傳感器網絡，對于配電網線路發生故障時，能夠第一時間準確定位故障位置，有效提升了檢修維護的速度與效率，對于電力輸送發揮著重要的促進作用。

參考文獻：

[1]苗世洪，諶小莉，劉沛，等.基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案[J].電力系統自動化，2008，32（20）：61-66，82.

[2]莊小艇.基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位研究[J].中國新技術新產品，2013，（24）：16-16，17.

[3]孟慶宇.基于多點信息的配電線路單相接地故障定位方法的研究[D].天津大學，2009.

[4]董浩.無線傳感器網絡在智能電網中的應用研究[D].南京郵電大學，2013.

【摘 要】 隨著我國電力事業的快速發展，配電網絡的安全運行變得越來越重要。配電網的安全穩定運行，對于人們的生產和生活具有重要的意義。在配電網發生故障時能夠快速地找到故障點，對于配電網的維護來說顯得更加的重要，因此應當加強對無線傳感器關于故障定位應用研究。

【關鍵詞】 無線傳感器 配電線路 應用

無線通信技術、計算機技術和傳感器技術的快速發展，有效地的改變了電網維護的形式，提高了電網維護的效率。其中無線傳感器網絡具有信息采集、數據處理和信息無線傳輸等功能，能夠快速地的采集到信號比較弱的故障信息，從而幫助工作人員及時地的發現故障位置。無線傳感器具有一系列便捷的功能，因此在配電網線路的故障定位中得到了廣泛的應用。

1 無線傳感器網絡概述

無線傳感器是由一組傳感器按照一定的形式組成無線網絡，并且完成對于其網絡覆蓋區域內相關信息的采集和處理后，將相關的信息發送給工作人員。無線傳感器網絡的使用極大地的提高了配電網線路的故障定位效率，在配電網絡的維護中得到廣泛的應用。無線傳感器網絡的規模相對比較大，因此可以在范圍比較大的區域內收集到相關的數據信息。無線傳感器網絡具有比較高的自動化排查故障能力，能夠自行進行管理和配置，而且能夠適應多種形式的變化，在環境惡劣的環境中也能夠使用。

無線網絡傳感器通過安裝在配電網上的傳感器節點進行跟蹤，傳感器節點可以采集到電流的信息。配電網結構和無線傳感器網絡系統的結構示意圖如圖1所示。

2 無線傳感器網絡配電線路故障定位的優勢

2.1 數據采集、處理、通信一體化

無線傳感器網絡作為一個功能比較全面的大型網絡，其節點數量多，能夠完成數據的采集、處理和通信等工作，因此其信息更加的全面。無線傳感器網絡能夠從不同視角來獲得信息，不僅能夠提高數據采集的精度，同時也提高了采集的空間，減少了數據采集中的盲區。在配電網絡的故障定位中，無線傳感器網絡能夠進行大范圍的定位，而且其發現故障的準確性和效率都比較高，能夠有效地的滿足了配電網的維護要求。

2.2 對環境的適應性更強

無線傳感器網絡實現了信息節點的功能統一和集成，簡化了系統的組成形式，因此其需要的設備比較少，對于環境的可耐性也比較高。隨著無線通信模塊的應用，改變了傳統的復雜布線要求，進一步降低了對環境的要求，具有比較好的性價之比。無線傳感器網絡系統比較簡單，對于環境的適應性比較高，因此可以應用中環境比較惡劣的地方，滿足了配電網的應用需求。特別是環境復雜的條件下，無線傳感器網絡更能夠滿足故障定位維護工作的需要，特別在緊急情況下其優勢更加的明顯，對于保障配電網的安全穩定運行具有重要的意義。

2.3 采集數據少，定位更準確

無線傳感器網絡在工作的過程中主要通過采集故障的電流來進行故障定位，即通過采集故障位置相鄰節點電流變化和正常工作狀態下的電流變化進行對比，從而實現了對故障的精確定位。這種工作方式不僅提高了定位的準確性，同時也減少了數據采集量，提高了數據處理的效率。在傳統的故障定位中，需要分析零序電流的大小和方向，但是難以滿足定位準確性和快速性的要求。同時無線傳輸的應用，也改變了傳統故障數據不同步的影響，將會在配電網線路的保護工作中發揮更大的作用。

3 無線傳感器網絡配電路線故障定位應用

無線傳感器網絡的應用，改變了配電網故障定位的效率，使配電網的自動化水平得到了進一步地提高。同時配電網自動化技術也是當前的主流，無線傳感器網絡技術的出現和應用有效地降低了配電網的運行成本，而且簡化了其運行設備，在配電網的應用中具有比較好的發展前景。

3.1 無線傳感器網絡故障定位的可靠性分析

無線傳感器網絡具有比較高的發展水平，在配電網線路的故障定位中，通過傳感器節點的作用來得到故障位置的電流信息，從而得到線路的運行情況。無線傳感器網絡的強大功能，在進行配電網絡的故障定位中具有一系列優異的表現，例如其可靠性比較強即當配電網絡發生故障時，無線傳感器網絡中能夠將采集到的相關信息真實可靠的傳遞給管理節點，進而傳遞給控制中心；控制中心將得到的電流信息進行匯總分析，經過多次的分析來得到故障點的位置。由于無線傳感器節點的特色功能，所以能夠快速地檢測到故障的信息。同時由于其采用了多路徑的無線傳輸方式，可以有效地保障了信息的可靠傳輸，避免了信息的中斷。為了滿足可靠性的要求，應當保證一定的傳輸路徑數量，同時在節點與節點的傳輸過程中也需要保證節點的數量，最后節點在傳遞給控制中心時仍然保持了多條傳輸路徑。經過仿真軟件進行模擬之后發現，多路徑的信息傳輸協議，能夠有效滿足可靠性的要求。通過采集故障位置相鄰節點電流變化和正常工作狀態下的電流變化進行對比，從而實現了對故障的精確定位。

3.2 無線傳感器網絡能量優化分析

無線傳感器網絡在工作過程中需要大量外界的能量來提供工作的動力，如傳感器模塊、無線通信模塊、處理器模塊等，因此能量約束常常影響無線傳感器網絡在實際配電網中的應用。隨著半導體技術的發展，處理器和傳感器模塊的能量消耗正在逐步地降低，而無線通信模塊的能量消耗相對仍較大，當其處于睡眠狀態時的能量需求較少，但進行工作時，如信息的發送和接收則需大量能量支持，因此在無線通信模塊的設計中，應當盡量減少不必要信息傳遞，以提高傳遞效率。

4 結語

配電網的安全穩定運行對于社會進步和經濟發展具有重要的意義，因此配電網的維護工作就顯得更加重要起來。通過應用無線傳感器網絡，對于配電網線路發生故障時，能夠第一時間準確定位故障位置，有效提升了檢修維護的速度與效率，對于電力輸送發揮著重要的促進作用。

參考文獻：

[1]苗世洪，諶小莉，劉沛，等.基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案[J].電力系統自動化，2008，32（20）：61-66，82.

[2]莊小艇.基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位研究[J].中國新技術新產品，2013，（24）：16-16，17.

[3]孟慶宇.基于多點信息的配電線路單相接地故障定位方法的研究[D].天津大學，2009.

[4]董浩.無線傳感器網絡在智能電網中的應用研究[D].南京郵電大學，2013.

【摘 要】 隨著我國電力事業的快速發展，配電網絡的安全運行變得越來越重要。配電網的安全穩定運行，對于人們的生產和生活具有重要的意義。在配電網發生故障時能夠快速地找到故障點，對于配電網的維護來說顯得更加的重要，因此應當加強對無線傳感器關于故障定位應用研究。

【關鍵詞】 無線傳感器 配電線路 應用

無線通信技術、計算機技術和傳感器技術的快速發展，有效地的改變了電網維護的形式，提高了電網維護的效率。其中無線傳感器網絡具有信息采集、數據處理和信息無線傳輸等功能，能夠快速地的采集到信號比較弱的故障信息，從而幫助工作人員及時地的發現故障位置。無線傳感器具有一系列便捷的功能，因此在配電網線路的故障定位中得到了廣泛的應用。

1 無線傳感器網絡概述

無線傳感器是由一組傳感器按照一定的形式組成無線網絡，并且完成對于其網絡覆蓋區域內相關信息的采集和處理后，將相關的信息發送給工作人員。無線傳感器網絡的使用極大地的提高了配電網線路的故障定位效率，在配電網絡的維護中得到廣泛的應用。無線傳感器網絡的規模相對比較大，因此可以在范圍比較大的區域內收集到相關的數據信息。無線傳感器網絡具有比較高的自動化排查故障能力，能夠自行進行管理和配置，而且能夠適應多種形式的變化，在環境惡劣的環境中也能夠使用。

無線網絡傳感器通過安裝在配電網上的傳感器節點進行跟蹤，傳感器節點可以采集到電流的信息。配電網結構和無線傳感器網絡系統的結構示意圖如圖1所示。

2 無線傳感器網絡配電線路故障定位的優勢

2.1 數據采集、處理、通信一體化

無線傳感器網絡作為一個功能比較全面的大型網絡，其節點數量多，能夠完成數據的采集、處理和通信等工作，因此其信息更加的全面。無線傳感器網絡能夠從不同視角來獲得信息，不僅能夠提高數據采集的精度，同時也提高了采集的空間，減少了數據采集中的盲區。在配電網絡的故障定位中，無線傳感器網絡能夠進行大范圍的定位，而且其發現故障的準確性和效率都比較高，能夠有效地的滿足了配電網的維護要求。

2.2 對環境的適應性更強

無線傳感器網絡實現了信息節點的功能統一和集成，簡化了系統的組成形式，因此其需要的設備比較少，對于環境的可耐性也比較高。隨著無線通信模塊的應用，改變了傳統的復雜布線要求，進一步降低了對環境的要求，具有比較好的性價之比。無線傳感器網絡系統比較簡單，對于環境的適應性比較高，因此可以應用中環境比較惡劣的地方，滿足了配電網的應用需求。特別是環境復雜的條件下，無線傳感器網絡更能夠滿足故障定位維護工作的需要，特別在緊急情況下其優勢更加的明顯，對于保障配電網的安全穩定運行具有重要的意義。

2.3 采集數據少，定位更準確

無線傳感器網絡在工作的過程中主要通過采集故障的電流來進行故障定位，即通過采集故障位置相鄰節點電流變化和正常工作狀態下的電流變化進行對比，從而實現了對故障的精確定位。這種工作方式不僅提高了定位的準確性，同時也減少了數據采集量，提高了數據處理的效率。在傳統的故障定位中，需要分析零序電流的大小和方向，但是難以滿足定位準確性和快速性的要求。同時無線傳輸的應用，也改變了傳統故障數據不同步的影響，將會在配電網線路的保護工作中發揮更大的作用。

3 無線傳感器網絡配電路線故障定位應用

無線傳感器網絡的應用，改變了配電網故障定位的效率，使配電網的自動化水平得到了進一步地提高。同時配電網自動化技術也是當前的主流，無線傳感器網絡技術的出現和應用有效地降低了配電網的運行成本，而且簡化了其運行設備，在配電網的應用中具有比較好的發展前景。

3.1 無線傳感器網絡故障定位的可靠性分析

無線傳感器網絡具有比較高的發展水平，在配電網線路的故障定位中，通過傳感器節點的作用來得到故障位置的電流信息，從而得到線路的運行情況。無線傳感器網絡的強大功能，在進行配電網絡的故障定位中具有一系列優異的表現，例如其可靠性比較強即當配電網絡發生故障時，無線傳感器網絡中能夠將采集到的相關信息真實可靠的傳遞給管理節點，進而傳遞給控制中心；控制中心將得到的電流信息進行匯總分析，經過多次的分析來得到故障點的位置。由于無線傳感器節點的特色功能，所以能夠快速地檢測到故障的信息。同時由于其采用了多路徑的無線傳輸方式，可以有效地保障了信息的可靠傳輸，避免了信息的中斷。為了滿足可靠性的要求，應當保證一定的傳輸路徑數量，同時在節點與節點的傳輸過程中也需要保證節點的數量，最后節點在傳遞給控制中心時仍然保持了多條傳輸路徑。經過仿真軟件進行模擬之后發現，多路徑的信息傳輸協議，能夠有效滿足可靠性的要求。通過采集故障位置相鄰節點電流變化和正常工作狀態下的電流變化進行對比，從而實現了對故障的精確定位。

3.2 無線傳感器網絡能量優化分析

無線傳感器網絡在工作過程中需要大量外界的能量來提供工作的動力，如傳感器模塊、無線通信模塊、處理器模塊等，因此能量約束常常影響無線傳感器網絡在實際配電網中的應用。隨著半導體技術的發展，處理器和傳感器模塊的能量消耗正在逐步地降低，而無線通信模塊的能量消耗相對仍較大，當其處于睡眠狀態時的能量需求較少，但進行工作時，如信息的發送和接收則需大量能量支持，因此在無線通信模塊的設計中，應當盡量減少不必要信息傳遞，以提高傳遞效率。

4 結語

配電網的安全穩定運行對于社會進步和經濟發展具有重要的意義，因此配電網的維護工作就顯得更加重要起來。通過應用無線傳感器網絡，對于配電網線路發生故障時，能夠第一時間準確定位故障位置，有效提升了檢修維護的速度與效率，對于電力輸送發揮著重要的促進作用。

參考文獻：

[1]苗世洪，諶小莉，劉沛，等.基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案[J].電力系統自動化，2008，32（20）：61-66，82.

[2]莊小艇.基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位研究[J].中國新技術新產品，2013，（24）：16-16，17.

[3]孟慶宇.基于多點信息的配電線路單相接地故障定位方法的研究[D].天津大學，2009.

[4]董浩.無線傳感器網絡在智能電網中的應用研究[D].南京郵電大學，2013.