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1、中国南方电网有限责任公司科技项目申请书及可行性研究报告项目名称： 10kV架空线路故障定位系统研究与设计申请单位： # 起止时间： 2012年4月至12月 项目负责人： # 联系电话： 13985859835 申请日期： 2012年3月 填 写 说 明一、请严格按照要求填写各项。二、专业类别根据项目所属专业种类从发电（能源）、输电、变电一次、配电一次、电力建设、系统运行、继保自动化、电网规划设计技术、通信及信息技术、计量营销、智能电网新技术、综合研究共12类技术中选择。三、项目摘要应简要说明项目研究内容和预期成果，字数要求500字以内。四、项目申请单位指提出项目建议与申请的单位或部门，如总部各
2、部门、直属机构、各分子公司及其所属基层单位等。五、项目分工应主要描述项目申请单位与协作单位的任务划分，项目计划进度安排应按时间段列出研究推进计划，并明确各阶段交付物及标志性里程。六、科技经费预算支出科目具体解释见附件1。项 目 简 表项目名称故障定位系统的研究与设计项 目负责人姓名#工作单位#性别男年龄35职称VVV项目分类1、发电（能源） 2、输电 3、变电一次 4、配电一次 5、电力建设 6、系统运行 7、继保自动化 8、电网规划设计技术 9、通信及信息技术 10、计量营销 11、智能电网新技术 P 12、综合研究 项目起止时间2012年4月至12月申请经费总额项目摘要我国335kV中低压
3、输配电线路传输距离较远，沿途地形复杂，环境和气候条件较差，再加上供电压力，造成线路故障率升高，故障排查难度大，早期研制的模拟型故障指示器只具备当地翻牌与显示功能，需要人员现场排查，故障排查效率较低，使得故障后停电时间较长。特别对于接地性故障，还需要外部信号的注入才能完成故障的检测，故障检测成功率低，因此供电质量和供电可靠性都难以得到有效保证。传统的故障定位系统虽然有故障定位功能，但都是基于点对点的无线通信技术，每组故障指示器需要一台数据采集终端，且数据采集终端一般是采用太阳能蓄电池供电，设备投入成本高，对于接地故障的判断也没有很好的解决办法。本项目研究和设计的目的是首先要继承模拟型和传统型故障
4、指示器的优点，然后解决目前短路故障和接地故障的判断以及定位所存在的困难，形成一种无线组网加配变监测终端零序电压监测为一体的全新的故障定位系统，此系统由于采用的是无线组网，不但可以迅速定位故障点，减小排查难度和查找时间，而且数据采集终端的数量也大幅减少，节约了投入成本。另外配变监测终端零序电压监测的加入为接地故障的判断和定位增加了一个强而有力的判据，是业内小电流接地故障检测与定位的一种突破。此故障定位系统所具备的优势必定会引领配电行业故障判断与定位的潮流。申请单位意见： （公章） 年 月 日总部部门、直属机构、分子公司意见：（公章） 年 月 日项目分工与计划进度安排1、项目相关单位及具体分工单
5、位具 体 分 工#城区供电分局选择合适的线路及地点进行安装安装完成后，对故障指示器进行监测对故障指示器的报警准确率进行统计长沙威胜信息有限公司项目方案设计与开发主站软件平台的开发故障指示器及配变监测终端的生产协助设备安装与调试2、 计划进度安排任务名称开始时间完成时间主要内容及交付项项目方案设计与开发2012年4月2012年4月设计方案并讨论主站软件平台的开发2012年4月2012年4月建立主站系统故障指示器及配变监测终端的生产2012年5月2012年6月根据方案生产设备选择合适的线路及地点进行安装2012年6月2012年7月在线路上进行安装对故障指示器进行监测及报警准确率进行统计2012年7
6、月2012年12月进行在线应用项目组成人员情况序号姓 名年龄职称、职务工 作 单 位任 务 分 工145#总负责，组织协调246#组织协调3#35#具体项目负责434#选择线路点533#选择线路点635#负责安装及监控789一、 目的和意义智能配电网（Smart Distribution Automation）是智能电网(Smart Grid)中配电网部分的内容，与传统的配电网相比，要求具有更高的安全性、更高的电能质量以及故障隔离与自愈能力。随着经济的发展和人民生活水平的提高，社会对供电可靠性也提出了更高的要求，电力用户用电的依赖性越来越强，供电的可靠性及电能质量成为配电网的工作重点之一。输配
7、电线路传输距离较远，沿途地形复杂，环境和气候条件较差，再加上供电压力，造成线路故障率升高。而另一方面，线路距离长，分支多，结构复杂，又加大了故障查抄和排查难度，浪费了大量的人力和物力。因此，如何将线路故障率降到最低，并将故障排除时间减到最少，是每个电力企业普遍关注的事情，同时，这也是电力优质服务的重要内容。配网自动化是解决以上问题的一种有效手段，近年来已成为大家关注的热点，在城市配网中陆续开始试点建设。配网自动化系统的投入较高，且DTU、FTU、配电子站、通信系统、以及主站系统的维护要求也非常高，因此此类方案不适用全电网范围应用。本项目通过研究一种基于数字化故障指示器和智能配变监测终端而搭建的
8、故障定位系统，是最为实用的配网自动化的一种实施方案，具有投资造价低、运行稳定可靠和安装维护简便的特点，很好的满足了城区架空线路以及广大农村电网保障供电可靠性的要求，是解决中低压架空线路故障定位和故障排查的最佳方案，具有较大的社会和经济效益。二、 项目研究的背景在电力网络建设历程中，由于历史原因以及当时所处的实际情况，很长一段时间存在“重发轻供不管用”的状况。随着社会进步和经济发展，电力作为最普遍的能源形式，在国民经济和社会生活中发挥的作用越来越重要，电力输变的可靠性与经济性也引起了更多的关注和重视，输变电市场逐步开发和扩大，孕育出了早期的配网自动化系统和装置，其中也包括了故障定位系统和故障指示
9、器。这里重点介绍线路故障定位技术的发展历程。总的来说，故障定位系统和故障指示器的发展经历了以下3个阶段，主要体现在故障指示器的技术发展上。1、阶段一模拟式故障指示器。故障指示器，根据是否流过故障电流来进行翻牌指示，如有故障电流流过则翻牌告警，如故障电流未流过则维持正常工作状态。故障排查时，巡线人员按照线路的走向，从主分支往下查看，假如发现有相邻2个指示器分别处于告警和正常状态，那么故障点即在此区间。这一阶段的设备功能简单，故障检测可靠性不高，通信手段有限，故障定位实时性较差，无图形化主站软件支持，依靠人工巡线查找故障，运行维护工作量大，虽然价格较低，但已不能满足电网改造提出的新要求，其应用现场
10、和市场份额已逐缩小。2、阶段二数字式故障指示器在模拟式设备的基础上，结合微控制器技术和无线通信技术发展而来，数字式故障指示器以微控制器为主控单元，辅以先进的模拟-数字转换电路和声/光告警输出，同时具备本地无线通信的功能，配合远传终端或装置，可以将状态和故障信息通过远程无线公网发送到图形化的主站软件进行友好显示，故障定位迅速，便于故障隔离和排查。此类设备为当前的主流产品，得到广泛应用，并发挥了显著作用。下图为典型的阶段二故障定位系统框图，三只故障传感器安装在架空线路上。线路出现短路或接地故障时，故障指示器检测到故障，指示器动作，通过短距离无线通信系统将动作信号传送给通信终端，终端安装在线路杆塔上
11、，接收故障指示器发送过来的动作信息，并通过GSM 方式上传给上级主站系统。图1 传统型故障定位系统这类故障指示系统虽然能实现故障的检测和定位，但仍然存在缺点和不足，主要体现在以下3个方面： 每组故障指示器需要配备一台远传通信终端，设备数量众多，硬件投资成本较高； 杆上远传通信终端取电困难，一般采用太阳能蓄电池，蓄电池使用寿命约23年，需要经常更换，而太阳能板需要定期清洗，维护成本高，管理难度增大； 系统需要数量众多的远传通信终端，GPRS通信费用高，性价比极低。3、阶段三组网型故障指示器针对数字型故障指示器和定位系统的不足，我们独创性的结合多年来用电信息集抄产品开发和大规模应用过程中所积累的知
12、识与经验，开发基于微功率无线跳频组网技术和免维护后备电源技术的配网监测及故障定位系统，引导了故障指示器新的发展方向。此方案故障定位系统由3部分组成，组网型故障指示器（FCI）、全功能配电终端（TTU）和数据汇聚中心，其中FCI为核心部件。系统组成示意图如下：故障指示器安装在线路上，随线路分支而分散分布，通过CT取电，带后备电源，具备短路与接地故障监测、本地指示以及微功率无线组网与通信的功能，可将故障信息实时上报；配变监测终端安装在配电变压器的低压侧，可监测变压器的运行工况，具备微功率无线通信功能，发起故障指示器组网并进行通信管理，具备GPRS/CDMA远程无线通信信道，实现与监控中心的数据传输
13、；监控中心运行有数据汇聚模块，可进行故障数据分析和异常事件短信上报等管理应用功能。项目研究的技术关键与难点在于接地故障的判断，无线组网技术，指示器取电和低功耗的处理。数据汇聚中心需要整合配变监测终端和故障指示器的数据对接地点进行计算，然后准确定位故障点。三、 项目申请单位具备的研究基础和条件威胜信息有限公司是中国领先的能源计量设备、系统和服务供应商，于2005年12月在香港主板上市，是中国首家在境外上市的能源计量与能效管理专业集团，是湖南省首家在境外主板上市的公司。也是行业内荣获中国驰名商标，中国名牌称号的企业，公司产品广泛服务于电力、水务、燃气、热力等行业领域及大中型工商企业的智能计量产品系列：电能表、智能水表、气表、超声波热量表等全系列先进计量表计；电能量数据采集终端、电能质量监测、控制装置，水、气、热数据采集终端；电能量负荷管理系统
