收稿日期：２００７—０９—１９；修回日期：２００８—０６—２４
Ｆｉｇ．１
电流测量单元Ａ
终端Ｈ电路
消息Ｉ
Ｉ射频
电流测量单元Ｂ 电流测量单元Ｃ
（ｂ）分布式探测器结构 图ｌ在ｉａｇｒａｍ ｏｆ Ｏｉｌ—ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ
在方案实施中，在线监测探测器是技术的核心。 由于配电网节点众多，且多数节点不具备室内测量 条件，作为远方监测终端，除具备零序电流测量、数 据处理、通信功能外，设备必须满足成本低、体积小、 功耗低的要求，并能适应苛刻的户外运行条件。
ｏｆ
Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｏｗｅｒ．２００ｔ（４）：５２—５５． ［９］何仰赞，温增银．电力系统分析［Ｍ］．武汉：华中理工大学出版 社．１９９６． ［１０］ＤＥＭＵＴＨ
Ｈ，ＢＥＡＬＥ
Ｍ．Ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏｏｌｂｏｘ ｕ∞ｒ’ｓ ｇｕｉｄｅ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍｓ．２０００．２４（６）：３９—４１．
量值，输出层为零序电流值，隐层节点数为３…】。
３通信方案
目前移动通信覆盖范嗣广，费用低廉，ＧＰＲＳ的高 速数据传输服务成为本方案的首选。 ＳＩＭ３００是支持ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ９００／１ ８００／１ ９００ ＭＨｚ３种频率的低功耗模块．可以提供高质量语音通 信服务和ＧＰＲＳ Ｃｌａｓｓ １０的高速数据传输服务。 当使用ＴＣＰ向远端Ｓｅｒｖｅｒ传输数据时，先要建 立一个ＴＣＰ连接。分布式探测器中的ＳＩＭ３００模块 作为Ｃｌｉｅｎｔ向远程的ＳｅＲｅｒ发起一个ＴＣＰ连接。要 成功建立连接需要Ｓｅｒｖｅｒ端为连接到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的一 台计算机。而且该计算机的ＩＰ地址是公网的ＩＰ地址 （可以用拨号的方式获得，如在计算机局域网内部则 无法建立连接），该计算机运行相应程序。分布式探测 器中的ＳＩＭ３００模块就可以用ＡＴ命令与Ｓｅｒｖｅｒ建 立ＴＣＰ连接，连接成功后会返回ＣＯＮＮＥＣＴ ＯＫ。然 后就可以用ＡＴ＋ＣＩＰＳＥＮＤ发送数据到Ｓｅｒｖｅｒｔｌ２】。 通信协议采用一主机对多从机的点对点方式。 当主机要读取某分布式探测器的数据时，与相应的 分布式探测器建立ＴＣＰ连接，分布式探测器收到数 据串后上传数据给主机。
ＣＨＥＮ １０
ｏｎ
Ｌ，ＧＩＲＧＩＳ Ａ九Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｆａｕｈ ｌｏｃａｔｉｏｎ
ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ
ｏｎ
Ｈｕｉ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ
ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｔｈｅ
ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ
ｆａｕｌｔ
ｏｆ
ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
ｏｎ
ｏｎ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｆｅｅｄｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ
ｋＶ
ｌｉｎｅｓ
ｂｙ
ｕｓｉｎｇ
ｚｅｒｏ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ［Ｊ］．
Ｐｏｗｅｒ
Ｄｅｌｉｖｅｒｙ。１９９７，４（２）：８０ｌ一８０９．
［２］吴敏，朱锡责，徐为纲．无信道馈线故障处理技术［Ｊ］．电力系统 自动化．２０００，２４（６）：３９—４１． ＷＵ Ｍｉｕ，ＺＨＵ Ｘｉｇｕｉ，ＸＵ Ｗｅｉｇａｎｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｆｅｅｄｅｒ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
（１）
本智能传感器选用的前向多层神经网络的反 向传播（ＢＰ）学习理论采用有教师学习算法，擅长 予函数逼近．有很强的计算能力和自学习自适应能 力。如果３层神经网络的隐层采用Ｓｉｇｍｏｉｄ函数， 输出层采用Ｐｕｒｅｌｉｎ函数．各层采用有限个神经元， 就能以任意精度充分逼近任意复杂的非线性关 系［Ｉｏ】。因此。采用神经网络结构进行反复的离线训 练能建立各相电流测量值与零序电流的对应关系。 然后．用训练好的神经网络对３个电流测量单元响 应得到的网络输出即为零序电流值，从而实现对 零序电流的在线监测。算法采用的ＢＰ网络见图３， 网络结构共有３层，即输入层置、隐层ｌ，ｊ、输出层 Ｚ。，输入层为电流测量单元检测到的Ｌ、厶和，ｃ的测
［３］林功平．配电网馈线自动化解决方案的技术策略［Ｊ］．电力系统 自动化．２００ｌ，２５（７）：５２—５５．
ＬＩＮ Ｇｏｎｇｐｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ｐｏｗｅｒ
［Ｍ］．Ｎａｔｉｃｋ，ＭＡ，ＵＳＡ：Ｔｈｅ Ｍａｔｈ Ｗｏｒｋｓ Ｉｎｃ，１９９８． ［１１］陈祥光，裴旭东．人工神经网络技术及应用［Ｍ］．北京：中国电 力出版社．２００３． ［１２］ＬＩＮ Ｙ Ｂ，ＩＭＲＩＣＨ Ｃ无线与移动网络结构［Ｍ］．方旭明，林楷。张 雪竹，等，译．北京：人民邮电出版社．２００２．
万方数据
第１２期
鄢素云，等：配电网在线监测的故障定位方法
＠
解决了配电网中测量电压、电流中的绝缘问题。分 布式探测器分别在每一相安装电流测量单元，以无 线射频的方式输出测量结果给一个中转设备，该中 转设备接收并处理三相电流测量单元的测量值， 得到零序电流值。分布式探测器具体结构可参见图 １（ｂ）。电流测量单元的原理框图如图２所示。
Ｉｏ＝Ｊ。ｏ＋Ｊｂｏ＋Ｊ。ｏ＝Ｊ。＋Ｉｂ＋ｌ。
４监控主机
当发生接地短路故障，主机监测到零序电压的 变化时启动通信程序。各分机收到请求后，将故障后 电流测量值作为结果上传给主机。配电网正常运行 时的零序电流值作为参考存储在计算机中，可以消 除三相负荷不平衡引起的零序电流测量值的偏差。 本系统的监控主站由计算机和通信模块组成。 利用通信模块的ＲＳ一２３２口和计算机连接在一起， 构成一个可利用标准ＡＴ命令集驱动控制的，具有 无线收发功能的ＧＰＲＳ信息终端。主站的计算机通 过通信模块接入ＧＳＭ网络后．就可以用短消息业务 和数据业务按照一定的规约格式给分布式探测器发 送命令信息。 计算机上安装由ＶＣ编写的监控软件。该软件 主要包括３部分：应用软件、工具软件、数据库管理 软件。这３部分结合在一起共同实现与终端设备的 通信和对原始数据的各种处理。用户可以使用Ｔ具 软件在线制作配电网馈线图，在线输入和修改各终 端设备的原始数据。并形成数据库；数据库管理软件 对各种数据进行管理：应用软件是主体部分。正常 时计算机处于主菜单状态，用户可以根据需要选择 显示网络结构图或是地理信息图作为背景图。
机状态，当发生接地故障时。主机系统根据监测到的 零序电压确定故障的发生，通过通信系统启动各个 探测器测量零序电流，测量结果通过ＧＰＲＳ反馈给 主机，管理软件根据网络结构和各分支的零序电流 大小进行综合分析，实现故障区间的定位。分析结 果以短消息的方式发送给相关负责人。总体方案示 意如图ｌ所示。
１在线故障监测的总体方案
第２８卷第１２期
＠
２００８年１ ２月
电力自动化设备 Ｅｌ烈：ｍ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔ。ｍａｔｉ。ｎ Ｅｑｕｉｆ）ｍｅｎｔ
Ｖ０１．２８ Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．２００８
配电网在线监测的故障定位方法
鄢素云，常广，王毅
（北京交通大学电气工程学院，北京１０００４４） 摘要：为解决分支辐射型的中性点不接地配电系统的故障定位问题．提出了基于分布式探９１｛器 的在线监测故障的定位方法，并给出了探测器的具体研制方案。分布式探测器由电流测量终端、电 流计算单元和ＧＰＲＳ无线通信装置构成。分布式探测器的电流测量终端获得的电流值通过射频方 式发送给电流计算单元，计算所得零序电流值通过ＧＰＲＳ发送给监控中心。然后由监控中心的信息 处理系统结合配电网网络结构对各分支点的零序电流大小进行综合分析。从而确定故障分支的位置。 关键词：配电网；在线监测；射频；ＧＰＲＳ 中图分类号：ＴＭ
２分布式探测器
２．１
结构
零序电流的测量是分布式探测器的主要功能． 传统的电流互感器体积大、成本高。不适于在变电 站外的架空线路上使用，传统的零序电流测量方法 是在电流互感器二次侧将三相电流信号相加。但是 在变电站外的架空线路上由于高压绝缘问题。无法 直接相加三相电流信号，因此设计了分布式电流互 感器。分布式电流互感器采用了目前广泛应用于数 据采集领域的射频（ＲＦ）通信技术。射频连接技术
８３５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６—６０４７（２００８）１２—００９８一０３
单相接地故障是电网中出现频率最高的一种故 障。由于配电网的多分支型的网络结构不同于输 电网的单支模型，因此适用于输电线路的行波法、基 于阻抗的单端和两端测距算法难以在配电网中实现 故障点的准确定位【ｌ刁】。本文提出基于分布式探测器 的实时故障监测的方法．在配电网络中的主要节点 分布安装一定数量的探测器，将监测信息即零序电 流测鼍值加以汇总分析，得到故障区间位置。相比 于现有测距算法【４巧］。所提方法简单实用。
ＬＩ
Ｄｏｎｇｈｕｉ，ＳＨＩ ｆａｕｌｔ ｌｉｎｅ Ｌｉｎｔｏｎｇ．Ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｎｅｕｔｒａｌ ｐｏｉｎｔ ｏｆ
ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｔｏ
ｓｅｌｅｅｔ ｓｉｎｇｌｅ
ｐｏｗｅｒ
ｐｈａｓｅ
ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｇｒｏｕｎｄｅｄ
ｓｙｓｔｅｍ
［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００４，３２（１８）：７４—７８． ［７］周荣光．电力系统故障分析［Ｍ］．北京：清华大学出版社。１９８８． ［８］陈辉．采用零序电流互感器检测ｌＯ ｋＶ线路接地故障的探讨 ［Ｊ］．浙江电力，２００１（４）：５２．５５．
５结论
１１．提出了在配电网加装探测器在线监测接地 故障的方法，通过综合分析探测器的零序电流测量
ｃｕｒｒｅｎｔ
图３零序电流的计算
Ｆｉｇ．３ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｚｅｒｏ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ
信息，可实现故障分支或故障区段的准确定位。
万方数据
ｂ．给出了分布式探测器的具体研制方案，其中 分布式电流测量单元和ＧＰＲＳ通信环节的研制使装 置满足了配电网的实际要求，实验装置的测试证明 该方案是可行的。 ｃ．提出的方案和具体的实现技术可应用于当 前的配电网自动化改造项目中。 参考文献：
ｌ熟Ｈ溉ｈ巫Ｈ刿
图２电流测量单元的原理框图