深入解读配电线路状态监测系统的关键技术

配电自动化是实施智能化配电网的重要手段，可以有效提高供电可靠性，缩短故障处理时间。但是由于配网自动化设备造价高，无法覆盖大部分的农网配电架空线路。而配电线路在线监测作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。为了进一步提高供电可靠性，四信智慧电力对配电线路状态监测系统持续完善并推广应用。

1）配电线路在线监测终端技术

四信智慧电力研究并研制适用于架空线路的配电线路在线监测采集单元（故障指示器）和汇集单元，制定专用的信息传输规约，实现对配电架空线路运行信息和故障信息的实时监测。

1.采用电子式电流互感器拾取电流信号。采集单元使用电子式电流互感器测量电流，具有低噪声、高线性度、高精度和高带宽的特点。

2.采用高采样率采集暂态电流信号。采集单元使用4KHz采样率对线路电流信号进行采集，可以记录带宽在1KHz以内的信号。

3.采用电流突变和电场突变触发录波。为了能记录下故障发生瞬时前后的线路电流和线路对地电场波形，采集单元采用电流突变和电场突变作为触发条件，启动录波。

4.合成零序电流。利用同步算法实现三相电流、电场的数据同步采集，叠加合成零序电流波形。三相无线同步对时，精度达到100μs以下，三相相角误差不大于1.8°。

5.根据波形特征筛选疑似接地故障波形。利用三相电流、电场，以及合成得到的零序电流、零序电场的波形特征，筛选出疑似接地故障的波形，并上送给主站进行故障判断。

2）自动对时技术

四信智慧电力配电线路状态监测系统参照国网公司远传通讯终端对时规则，采用终端定时主动向主站请求时间方式对时，根据国际标准NTP对时规则及算法，利用参数设置帧格式下发时间，最大限度地减少主站和终端的时间误差。

而汇集终端基于GPS或北斗时钟信号，采用四信独有的算法，实现与主站的同步性。

3）信息安全接入技术

配电线路在线监测系统由配电线路在线监测装置、通信信道、安全接入平台、监测主站所组成。配电线路在线监测装置安装在中压配电网线路上，监视、测量运行参数，检测线路短路故障和单相接地故障，并向远方主站发出监测或报警信息的装置，主要由远程测控数据终端和三遥故障指示器组成；通信信道主要采用2.5G/3G/4G等无线公网（电力APN专网）模式；安全接入平台按照国网公司和省公司科信部门颁布的相关规范，负责所有装置设备的安全接入；主站系统负责装置的安装、轮换、拆除以及参数设置、通信调试、状态管理等，同时负责将数据及时发送至配网抢修平台和配网自动化系统。

为了应用安全防护功能，对配电线路状态监测装置，统一采用国网要求的专用加密芯片实现安全协议规范，输电线路状态监测装置需要进行相应的软硬件改造。同时，配电线路在线监测装置在上线之前需要进行额外的初始化工作，初始化工作包括：①初始化安全芯片，生成密钥对；②生成安全芯片的证书请求，把证书请求提交证书签发机构进行签发，签发出配电线路状态监测装置自身的证书；③导入配电线路状态监测装置自身的证书及安全接入平台（即主站端）的证书。

4）故障定位算法

四信智慧电力配电线路状态监测系统基于具备通信功能上送故障指示器告警数据信息，按照起始点、遍历电网节点、告警区域筛选、定位配电网静态拓扑判断故障位置的故障定位算法流程，实现故障源定位确定、故障区域自动判断。