基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案

黃志雄

摘 要：當配電線路出現故障時，無線傳感器網絡作為重要手段，因其可以實現線路故障的準確定位，所以，在無線傳感器網絡的基礎上，對配電線路的故障定位方案進行合理制定，能夠保證故障信息的及時采集、傳遞，以此實現故障的有效處理。本文首先對無線傳感器網絡進行分析，其次進行無線傳感器網絡作用的闡述，最后研究基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案，以保證配電線路故障的準確定位，確保其線路安全運行。

關鍵詞：無線傳感器網絡；配電線路；故障；定位

發電系統與輸電系統、受電用戶均是通過配電網絡進行連接，屬于電力輸送關鍵所在，而配電網絡整個運行過程，因其運行狀態和用戶用電質量存在較大聯系，所以，配電網絡的運行過程影響因素較多，在其實際操作過程，確保配電網安全運行尤為重要。傳感器網絡作為新型技術手段，對其進行合理應用，能夠實現配電線路的故障檢測，從而對其故障進行具體定位，為配電線路的正常運行提供重要保障。對此，加強無線傳感器網絡在配電線路故障定位中的運用尤為重要。

一、無線傳感器網絡的分析

（一）概念

所謂無線傳感器網絡（WierlessssSensorNetworks，WSN）具體是指：通過AdHoc的方式進行傳感器組合，使其形成無線網絡，其作用表現為利用感知與采集等功效對地理區域內感知對象進行了解，以此獲取相應信息，同時將信息傳送至觀察者。伴隨當前科學技術快速發展，使無線通信技術與傳感器技術等均取得明顯進步，同時被廣泛應用于各行業，進而實現無線傳感器網絡的日益完善，在具有一定感知能力與計算能力的同時，還被各領域不斷推廣和應用，尤其是在微型傳感器中的運用，為其研究工作給予較大便利，而無線傳感器網絡的不斷創新、改革，使其成為國防與工業生產等領域重要研究內容[1]。

（二）特點

在對無限傳感器網絡進行分析發現，其特點主要表現以下幾點：首先，大規模，若要保證數據信息的準確性，則應利用大規模數據的傳輸，以此提升其準確性。其次，自組織，即傳感器的節點具備自組織功能，可以自動實現配置與管理等，以此進行數據監測。再次，動態性，在傳感器網絡系統中，因需要適應不同變化帶來的影響，所以具備的動態系統重構性特點。最后，可靠性，當傳感器網絡可以適應惡劣環境后，其通信安全性、保密性也會相對比較嚴謹。

二、無線傳感器網絡的重要作用

在無線傳感器網絡中，通過和傳統故障檢測定位系統對比，前者所具有的重要作用表現為：第一，無線傳感器網絡的規模較大，且節點分布較為廣泛，使其呈現部署密集的現狀，可以利用空間視角進行信號收集，因具備較大信噪比，在提升測距精確度的同時，還可以擴大整體測距區域，以此避免出現洞穴、盲區。第二，對于無線傳感器網絡來講，其節點高度主要包括以下功能：數據采集和數據處理、通信等，當系統具備以上功能后，明顯簡化相關設備，加之無線通信模塊的存在，無需進行復雜通信布線[2]。由此可見，無線傳感器網絡的性價比相對較高，對其進行合理應用極其重要。第三，針對偏遠地區，或者環境比較惡劣區域，需要加大無線傳感器網絡應用力度，以此實現故障準確定位，同時在較為緊急狀態下，使其具備獨特優勢。第四，在進行無線傳感器網絡的應用時，借助故障電流的采集功能，可以避免由于過渡電阻帶來測量影響，使其精度出現不準確的情況，并減少數據采集，實現分析計算的簡化處理。與此同時，無線傳感器網絡對無線通信的運用，還可以改變傳統雙端法測距離造成的數據無法同步情況，以發揮無線傳感器網絡的積極作用。

三、基于無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案

隨著無線傳感器網絡運用，使我國科學技術呈現明顯變化，并逐漸邁向較為成熟的發展階段。當前，在無線傳感器網絡廣泛應用下，無論是在軍事與電力方面，還是在環境監測相關領域，此項技術均發揮較大作用。在無線傳感器網絡基礎上進行配電線路的故障定位方案制定，同時對其進行有效運用，會對配電工作提出的一定要求，使配電自動化應用得到進一步優化。因此，無限傳感器網絡的運行成本較低，且具有穩定性高、簡化運行設備等優勢，從而呈現較為廣闊的發展前景。

基于此，在無線傳感器網絡前提下，對于配電線路故障進行定位方案的制定時，其整體框架如下圖1所示，其整個定位方案的制作流程包括以下兩方面：一方面，對線路故障進行類型檢測，即按照特定故障檢測形式，全面采集故障電流相關信息，然后對其進行檢測和判斷，以此獲取線路故障的類型和故障相線，此類信息的獲取有利于檢修人員進行檢修方案的制定。而故障檢測方法中，當電網按照短路出現接地電流差異，對于110kV以上輸電網選擇直接接地，即大電流接地形式，6-35kV的配電網則經消弧線圈接地，即小電流接地形式[3]。根據配電線路故障發現，80%故障屬于單相接地故障，如果小電流接地出現單相接地情況，會呈現故障電流小的情況，表明電壓的對稱性沒有受到破壞，可以保證系統維持1-2h供電狀態，但在單相接地之后，為了避免故障逐漸演變為兩相、三相短路，需要對故障類型、故障相線進行準確檢測，確保檢修人員及時進行故障處理。另一方面，故障位置的節點定位。對無線傳感器網絡定位算法進行合理選擇，同時根據配電網中該系統拓撲模型進行此算法的優化，利用改進算法的方式進行故障位置坐標的明確，能夠獲得故障點的周邊節點信息，最終掌握故障位置。在對位置信息進行獲取后，檢修人員可以及時進行故障位置的明確，以此縮短其巡線范圍，在提升檢修效率的同時，還能充分發揮無線傳感器網絡對故障定位作用。

由此可見，基于無線傳感器網絡進行配電線路故障定位的運用，能夠有效解決配電線路的故障問題，以保證配電網的穩定運行。除此之外，此項技術還可以應用于不同工作，尤其是環境檢測方法，通過對此項技術的應用，以實現某區域環境監測，利用傳感器等功效對環境進行監測，若是環境出現變化，節點位置電流信息會呈現相應變化，但是，此項要求需要保證感應器具備較高敏感性，以便于促進此項技術的長遠發展。

結束語：

保證配電網絡的安全、穩定運行，是實現電力輸配順利進行的關鍵。目前，在配電網絡的保護方面仍然存在較多問題，如果出現故障很難達到電網快速、準確保護的目的，從而導致電力輸送效率持續下降。而在無線傳感器網絡基礎上，對配電線路故障定位方案進行合理制定，不僅可以達到相鄰保護信息共享的目的，而且還能確保其故障點得到準確定位，同時進行故障隔離，確保故障得到及時處理和解決，使此項技術呈現較為廣闊發展前景。

參考文獻：

[1]王海波.基于無線傳感器網絡的配電網線路故障定位方案研究[J].科技創新與應用，2013（35）：53-53.

[2]任志軍.無線傳感器網絡的配電線路故障定位方案[J].電子技術與軟件工程，2014（15）：41-41.

[3]區偉斌.無線傳感器網絡在配電線路故障定位中的應用[J].中國高新技術企業，2016（6）：58-59.