故障定位系统综述
第一章系统设计概述
1. 1 系统概述
本项目利用现代科技、电子信息和通信技术，对配网线路的短路和单相接地故障进行监测，能迅速给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性。该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。
本系统基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和现代通信技术，在配网故障后，它能够在故障后的几分钟内将故障线路和故障地点等信息通过GSM 网络传送至控制中心的计算机，在屏幕上显示出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电
1. 2 系统实施意义
配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又对应着不可估量的社会效益。配电网故障自动定位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。
配电系统因为分支线多而复杂，在中国发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即
使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障查找在中国虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高。
故障定位系统是基于故障指示器技术和GIS （地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种短路故障点的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合，给出故障位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性，同时大大减少故障巡线人员的劳动强度，提高工作效率。
1. 3 层次结构故障定位系统由以下几部分组成：安装在局内的主站（后台）监控系
统、安
装在线路上的故障指示器及故障信号接收处理的数据转发站、安装在变电站内
（或线路上配电变压器附近）的配电自动化柜、提供中心站和数据转发站之间通信联系的通信系统。
1. 4与其他系统的互联
系统具有标准的对外接口和通信协议，便于与目前的GIS和DMS系统进行对接，实现故障信息共享。
信息数据的共享可以通过通信进行数据交换实现，也可以通过共享数据库的形式实现。通过通信实现时，系统通过RS-232 口，以IEC8705-101协议向其他系统汇报故障信息（故障点位置和发生时间）；通过共享数据库实现时，系统主站直接将故障信息以特定格式写入数据库，供其他系统调用。
1. 5系统的原理
整个系统图如下图所示:
FD : Fault Detector 故障探头
ST : SFI-RS ： Sub-transmitter 发射子站 带触点指
示输出的故障指示器
FTU : 开闭站内或现场安装的子FTU RBS ： Base Station GSM 接收总站 RP ：
Repeater 无线中继站
图一
故障探头（FD 安装在各线路分支处的分支线上，系统出现短路或单相接地 故障时，故障探头检测到短路故障电流，驱动显示回路，给出当地指示。同时架 空线路的故障指示器通过内置的短距离无线通讯装置，将动作信号传送给相隔 2-30m 的数据转发站。数据转发站安装在线路的分支处，通过无线接收装置，可 以接收6只故障探头（分别在两个分支的
6相线路上）发送过来的动作信息。数 据转发站具有独立的电源和标准的通讯接口（ RS232，在收到动作信息后，将地 址信息和故障信息通过通讯口，借助于 GSM 网络，发回中心站。电缆系统的故障 指示器将故障信息通过本地光纤网送给 FTU FTU 利用GSM 网将该信息发给中心 站。
通讯系统可借助于GSM 网络，在数据转发站和主站处配备具有RS232接 口的 可接入
GSM 网络的无线通讯模块，为中心站系统及各数据转发站建立通信联系。 中心站接收数据
转发站发来的信息，并将故障信息送给主站。
主站监控软件将从中心站接收到的这些故障信息，进行网络拓扑计算分析， 容错处理，显示故障点地理位置信息，运行维修人员可以根据这些信息直接到故 障点排除故障。
为检测中性点不直接接地系统的单相接地故障，需要增加一个配电自动化柜， 用于在单相接地故障发生时在变电站自动向相应线路注入用于单相接地故障探 测的信号。
1. 6系统的特点
系统特点可以归结为以下几点：
1?采用GSM进行通信，降低用户的通信系统维护费用
2?数据转发站采用微功耗设计，简化了安装工作，减少传统取能方式
（安装PT）给系统带来故障隐患的可能
3?系统可以实现工厂化生产，减少现场通信调试工作
4?系统自成体系，既可独立运行，也可与GIS和DMS系统互连，实现数据共享
5?特殊的低功耗设计，使等候功耗仅为20mW
6?完善的主站容错软件，使系统出现某些故障时，依然能够正确判断故障位置，并防止误报
7. GIS支撑环境，使故障可以进行直观的显示
8?可靠的数据转发站和中心站系统，即使在主站不能正常工作的情况下，也可以保证信息不被丢失
9 .强的抗恶劣环境性能，探头和子站可以在-30~70度的环境下正常工作
1. 7系统的环境条件
系统的使用环境：
户外部分：子站工作温度-30 C~70 C,湿度5%~95%，无凝露
探头工作温度-45 C~70 C
户内部分：主站工作温度0 C~55 C,湿度5%~95%，无凝露
中心站工作温度-10 C~70 C，湿度5%~95%，无凝露
通信部分：GSM信号覆盖到的区域
1.8 系统的标准和设计思想
1.8.1 标准
本系统依据以下标准：
《远动终端通用技术条件》GB/T13729 《地区电网调度自动化功能规范》
DL/T550 《配电自动化系统远方终端》DL/T721 《配电自动化系统功能规范》
DL/T814
《循环式远动规约》DL451
《电信设备和系统的高低频电磁兼容性改善技术要求》YDC 029
1.8.2 设计思想
1)系统的目的是解决在分支较多、结构复杂的配电网中查找接地和短路故障点
较难的问题，为线路维护人员在短时间内提供直观、可靠的故障信息。
2)系统安装方便，便于带电操作，安装维护不影响正常供电。
3)采用GSM 进行信息传送，降低用户自建通信系统的费用和对通信系统的日
常维护。
4)数据转发站采用微功耗设计，避免系统设备与线路一次设备有直接的电气连
接，减少系统故障点，降低系统造价，提高系统的可维护性。
5)主站采用GIS 背景的显示方法，使故障点显示的更加清晰和直观。软件设
计上，采用了面向对象的技术，大大提高了软件的可靠性、可继承性、可维
护性和可扩充性。
6)在目前配网自动化系统的其他软件(如GIS ，DMS )不太成熟的情况下，系
统自成体系，尽量避免故障判断、显示、存储对其他系统的依耐性。
第二章主站系统
故障定位系统主站系统的主要作用是搜集中心站传送的故障信息，对其进行纠错、校正后，通过网络拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，并在GIS 的地理背景上进行显示，给出直观的故障信息，同时进行记录和保存，
便于以后查找
2. 1主站系统的技术原则
主站系统依据的原则是:
（1）具有友好的人机界面，便于运行人员的使用、故障查询和日常维护。
（2）采用基于MAPOBJECT的地理信息系统，对系统资源占用小，更有利于系统软件的稳定运行。
（3）采用了面向对象的技术，大大提高了软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。
（4）系统支持windows2000等目前主流操作系统，具有声、光报警等明显提
示。
2. 2主站系统的总体结构
主站系统的总体结构可以表示成如下的形式：
_____
____ FLS皿用系銃
该系统采用层次式结构，硬件/软件平台主要用来实现程序启动、通信物理链路层处理，得到的数据进行校验处理后进入数据库（实时数据库、历史数据库和GIS数据库），这些数据库的数据结合配电网的网络模型和SCADA 系统，在FLS应用系统中进行容错判断、修补等处理后，在GIS背景系统中进行显示，同时驱动声光报警装置，并生成相应的报表、记录等。
2. 3主站系统的硬件配置
主站硬件具体配置如下：
1台华北工控RackMount PC工控机：
?CPU为PIII 600
?512 MB主存
?80GB? 盘
?48倍速光盘驱动器
?2*10MB/100MBl 适应网卡
?1台17”的液晶显示器
2. 4主站系统软件的功能介绍
主站的主要功能有：
1.故障指示器动作信息和网络拓扑数据的实时搜集
故障定位系统在收集故障指示器动作信息和网络拓扑数据时，要遵循以下两个基本原则：
故障指示器动作信息的完整性原则
一般来讲，各故障指示器的动作信息到达通讯主站的时间是不同步的，在一个采样周期内采集到的故障指示器动作信息很可能是不完整的＜因此，该系统假定：如果在若干个周期内没有新的故障指示器动作信息到达，则故障指示器动作信息已经搜集完整。这样，即使在系统发生多重故障时，也能够保证故障指示器动作信息的完整性。
故障指示器的动作信息和网络拓扑数据的一致性原则
由于故障指示器的动作信息和开关动作到达通讯主站的时间也是不同步的，而故障定位是以故障前的网络拓扑状态为基础的。因此，系统在实时数据采集时随时保留故障前的开关状态，待搜集到完整的故障指示器动作信息时，作为拓扑分析的基础。
2.故障通路和故障点的查找
故障通路和故障点的确定是故障定位系统主站软件的核心。首先，输入故障前网络的开关状态和故障指示器的动作信息，调用拓扑分析程序，从网络中提取各条馈线包含的支路，并按照宽度优先法扩展支路的次序将其保存在一个双向链表中。
接着，对每条馈线，从线路末端开始查找出最后一个判断为正确动作的故障指示器，对应的支路即为故障点＜
3.纠错和补漏
通讯主站在采集故障指示器动作信息时，偶尔会出现误报和漏报，故障指示器本身也会出现异常。因此，纠错和补漏是故障定位系统的一个必不可少的组成部分。本系统设计了一个智能纠错模块，它在网络拓
扑分析过程中，不但可以有效地滤除错报的指示器信息，而且可以自动
填补漏报的指示器信息。
4. GIS支撑平台
故障定位系统以地理信息系统GIS为图形支撑平台，既可以单独运行，也可以作为DMS 的一个高级应用与SCADA 系统集成。系统的核心算法（如拓扑分析、故障查找、纠错和补漏）是采用组件技术实现的，
GIS平台采用了MapObjects2.0组件。除了基本的GIS功能，如显示、
放大缩小和漫游等，本系统在GIS平台上实现了如下特有的功能：（1）以不同的颜色显示故障通路；（2）不断闪烁故障支路直至调度员清除；
（3）以不同的颜色显示动作不正确的故障指示器以提醒调度员；（4）
保存、打印故障信息以便故障重演和分析。
第三章中心站
可靠性指标：
v 12％
CPU 负载
系统MTBF > 20,000 小时
主要设备的寿命正常使用年限10年
电气性能指标：
电源输入
电压220VAC/DC
功耗v 3W
串行接口对外：2 个带隔离RS232，2 个带隔离RS485/RS232 以太网接口 1 个带隔离的10BASE-T
环境温度-40 °C ?75 C
相对湿度5% ?95%
电源耐浪涌电压2000V
外形及安装尺寸：
标准机柜19英寸宽、2U 高
第四章数据转发站系统
架空线的数据转发站一般安装在线路分支点处，它能接收两个分支共 6
个FD的编码信息，它与FD的关系是1个子站对3只（主干线）或6只（分支点）为一组，收到的动作信息通过处理后，经过地址编码和时序控制，由GSMB信模块发射出去。
电缆系统可以用分离式故障指示器SFI-SR与装在线路上的FD配套使用, FD检测到故障后，送出编码信号，与之相配套的SFI-SR接收到信号后进行解码，给出故障信息指示，同时驱动继电器触点改变原状态。继电器触点的正常状态，可由用户根据需要自己整定，当设为常开触点输出时，则故障后触点自动闭合；如设为常闭触点，则故障后触点由闭合自动转换为开断状态。将其与FTU配合使用，可通过FTU集中将信号用GSM通信送回监控中心，
4.1数据转发站系统简介
数据转发站系统如下图所示
接电池
整个系统由接收板、数据转发站站控制板、GSM通信板构成，接收板
接收探头发送的无线编码信号，经过解码后送给数据转发站控制板，数据转发站控制板进行解密和比较验证，确认信息是否是该数据转发站管辖的探头发送的故障信息，如果是，则通过串口将信息传送给GSM通信板，否则，
放弃该信息。GSM通信板得到该信息后，以短消息的方式将该信息传送给主站系统。
整体重量：
净重：＜2kg
n
0 Q
O Q (
0 o
* °
o9
1—
天歧
GSM通信板
□
子站控制板
申
□
+ +
4.2数据转发站系统的技术特点
数据转发站系统的技术特点为：
1.短距离无线传输信息，避免系统与一次设备直接接触，减小该系统的安装给一
次系统增加故障点的可能性。
2.微功耗设计，采用微功耗MCU和特殊唤醒模式，减小系统的功耗，减轻后备电
源的压力。
3.每帧信息长达66位，其中包括34位的固定信息，32位的跳变信息。最大密
码量为7.38 X1019。因此可以有效防止误动
4.完善的电源管理系统，可以最大限度的延长后备电源的使用寿命和待机时间。
5.精密的温度控制系统，保证系统在-30 C~70 C时正常运行。
4.3数据转发站的功能
数据转发站的功能有：
1.接收探头发射的故障信息调制的无线信号并进行解调
2?电缆系统子站接收光纤传来的光信号并将其转换为开关信号
3?对解调后的信号进行解密计算并判断是否正确
4.将故障信息以短消息的方式发送给主站系统
5.对后备电源的充放电进行管理
6.数据转发站工作环境调节
4.4数据转发站配置
数据转发站配置如下：
无线信号接收头：有效距离：＞20m
GSM通信模块：双频GSM 模块执行ETSI GSM Phase2+的标准
类别4 ( 2W @ 900MHz )，类别1 ( 1W @
1800/1900MHZ),外部3V/5V SIM
4.5数据转发站系统技术指标
4.5.1实时性指标
无线解码扑捉故障时间：故障后2秒钟
GSM信息发送：故障后2分钟
4.5.2可靠性指标
每桢信息长66位，密码量为7.38 X 1019
GSM可靠发送率：99.99%
4.5.3系统运行环境
户外：-30 C~70 C,湿度5%~95%,无凝露
户内：-30 C~50 C,湿度5%~95%,无凝露
第五章故障探头
5.1简介
THFI系列智能型线路故障指示器是可以指示线路故障电流通路的装置。使用线路故障指示器，可快速确定相间短路及接地故障区段。该产品被广泛应用于油田、城市的架空、电缆线路或与开关柜、箱变等一次设备配套，可迅速、准确判断故障线路和故障点。该产品采用微功耗、高性能微控制器作为信号处理单元，利用现代的数字信号处理技术对故障信息进行识别，与目前市场上的采用模拟电路的故障指示器相比，具有可扩展性强、一致性好、性能稳定、精度高、抗干扰能力强等优点。使故障分支上的FD在故障后被
触发，给出红色显示，同时将其数字编码信号通过短距离发射单元，以无线电波的方式发射出来，通讯距离在20?30m之间。FD可以安装在架空线、电缆等线路或开关柜的母排上。
5.2技术特点
电力系统正常运行时，负荷电流经常发生变化，但变化幅度一般不会很
大。而当发生短路故障时，线路电流突然增大，然后在继电保护的作用下， 出口断路器闸断电，线路电流又降为零（图
2）。故障探头FD 的短路检测部
分就是根据这个特征设计的。它的工作原理是：根据短路时的特征，通过电 磁感应方法测量线路中的电流突变及持续时间判断故障。因而它是一种适应 负荷电流变化，只与故障时短路电流分量有关的故障检测装置。它的判据比 较全面，可以大大减少误动作的可能性。如：当系统运行结构变化，负荷变 大时（图5-1），尽管电流很大，但无电流突变，故不动作；当有大的负荷投 切，电动机负荷的投入时（图5-2），虽然有电流正突变，但电流增大后未降 为零，故不动作；当系统中出现短时励磁涌流（图
5-3 ）时，因大电流持续
时间较短，也不动作；当投大负荷后，人为停电时（图 5-4），因大电流持续 时间较长，也不动作。
特点:
□在线运行 直接安装在电力线路（架空线，电缆及母排）上，可长期户外 运行。 □显示方式 无故障时显示窗口呈白色。发生短路 故障时示窗口呈红色 或给出灯
光、触点闭合等信号。
□故障判断 只有发生短路故障，电流突增，且开关跳闸后方给出指示， 不需要设
定动作值。
□ THFI-II 短路接地故障指示器与安装在线路上（或变电站内）的配电 自动化柜相配合，可以很准确的检测到接地故障。
THFI-III 短路接地故障指示器不需要配电自动化柜，它利用接地故障 发生时
t
图5-1大的工作电流
图5-2负荷投切
t
图5-3励磁涌流
图5-4人为停电
产生的电流脉冲和电压之间的相位关系来检测单相接地故障，对绝缘击穿造成的接地故障检测准确率很高。采用自适应算法，安装没有方向要求，避免了环网供电时导致的拒动问题和操作错误。
采用14位A/D转换器对故障波形进行采样，利用小波变换提取接地脉冲信
息，使得装置对单相接地故障的检测具有很高的灵敏度和可靠性。
□自动复位动作之后能够按照用户选定的复位时间自动复位。
□带电装卸可带电进行安装和摘卸。（母排型除外）
□抑制涌流当给线路送电时，动作回路闭锁，防止指示器误动作。
5. 3功能
THFI系列故障指示器（以下简称指示器）是一种安装在电力线（架空线，电缆及母排）上，指示线路故障电流或接地特殊信号通路的装置。
采用故障指示器，可快速指示故障点所在分支和区段。
缩短故障点的查找时间，节省寻线工作的人力、物力。
减少停电面积和售电量的损失，提高供电可靠性指标。
避免多次拉路和闸，延长电力设备寿命。
指示瞬时性短路故障，极早发现设备隐患。
解决地下电缆故障的查找困难。
戈扮故障区段、界定故障责任，提高箱式变、开闭站等配电设备的技术优势。
5. 4技术参数
系统电压等级：0.4、35kV 过流定值：根据负荷电流自动调整过流定值
适用导线直径：＜41mm 最大耐受短路电流能力：31.5kA/2S
故障复位时间：根据用户要求出厂时设定闪光报警：0.25Hz，橙色，夜间300M可见
第六章单相接地故障检测
在小电流接地系统中单相接地的选线和定位一直是当前困扰配电网运行的 技术难点，准确的选择接地线路，查找发生单相接地的区段，可以避免对非故 障线路不必要的倒闸操作，保持供电的连续性。为此国内外科研人员不断的研 究这个课题，并且有许多相应的产品在电网中运行。目前国内有多家公司研制 和生产接地短路故障二合一的故障指示器，指示单相接地和短路故障，通过观 察故障指示器状态的变化来查找故障区段。
目前检测单相接地故障的方法主要有两种，一种是配电自动化柜（有源 法），一种是基于接地特征的方法（无源法。
1.
配电自动化柜
该系统适用于10kV 及以下小电流接地系统，能够实现系统的短路和单相接 地故障定
位功能。系统由挂在线路上的故障指示器 THFI — II 、户内或户外配电 自动化柜（也称为信号源）组成。
一. 工作原理
重量：0.35kg 无线发射：距离＞20m
尺寸：述 75mm100mm
丄----------------------------------------------
配电自动化柜户内安装的原理图
配电自动化柜户外安装的原理图
为了确定小电流接地系统接地故障点所在的出线、分支和区段，该系统用配电自动化柜使故障线
路上的负荷电流叠加一个具有明显特征的电流信号作为接地故障判据，特征电流流经故障线路、接地故
障点和大地返回配电自动化柜。挂在线路上的故障指示器检测到该电流信号后自动翻牌，从而指示出
接地故障点所在的出线、分支和区段。这种方式克服了现有产品准确度低的缺陷，解决了单相接地故障
定位的难题。
当检配电自动化柜测到开口三角电压升高到设定值（或者准电子PT检测到接地故障发生）并持
续5秒钟后，控制内部的高压交流接触器工作，使得故障线路上产生具有特殊特征的电流信号。
该系统具有很高的安全性，配电自动化柜产生的信号不影响变电站主变、接地变、消弧线圈及线
路的正常运行（相当于一个阻性负荷投入和退出），在配电自动化柜系统正常运行时与一次线路完全隔离。同时由于配电
自动化柜产生的信号是低频纯阻性的，还可以消除谐振，抑制过电压，降低过电压对系统的危害。由
于配电自动化柜使故障线路上流过具有明显特征的电流信号，挂在线路上的指示器检测到该特殊信号后才会给出故障指示，因此该检测方法不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式的影响，检测准确率很高。
二.系统组成
该系统由以下两部分组成：
1.RXPD-1型配电自动化柜
发生单相接地故障时，安装在变电站（或线路上靠近变电站的配变附近）的配电自动化柜动作，使故障线路产生具有特殊特征的脉冲电流信号。
2.短路及接地故障指示器（ShortandGroundedFaultlndicator）THFI —II
发生单相接地故障时，安装在故障线路上的故障指示器检测到配电自动化柜产生的信号后翻牌并闪光指示。以此可以判断单相接地故障点所在的出线、分支和区段。
故障指示器还可以通过判断短路电流的特征指示短路故障，以此可以判断短路故障点所在的出线、分支和区段。
安装在变电站出线处的故障指示器可通过光纤、光电转换器将故障信号传给变电站RTU，实现接地故障选线。
三.信号源分类及技术指标
1、分类及符号含义
RX PD- II I
—— ------------ 安装方式：0:户外；
I:户内；
------------------- 适用系统：F:用于有接地变压器系统M :用于没有接地变压器系统配电自动化柜
-------------------------------- 公司名称
2、主要技术参数
一次额定电压：（6?10）kV 工作电源电压：AC220V
功耗：正常工作时＜8VA，可变负荷投入时＜800VA 工作温度范围：-40C?85C
绝缘水平：一次接线端对外壳耐压42kV/1min ;二次接线端对外壳2kV/1min
接地启动：采用电子PT检测接地信号，安全方便，也使得现场安装更加容易
配电自动化柜一次侧接线图
打开后，如下图所示接线
配电自动化柜二次侧接线表
t 2^-35 > mm210kV母线三栢电缆：鸟箱体:
M电窥屏蔽：4箱体接地
功能说明线号端子代号
X
备注
监测PT第一相线UA 1
监测PT第二相线UB 2
监测PT第三相线UC 3
监测PT中性点线N 4
监测PT开口电压UN 5
监测PT开口电压UO 6
AC220V电源相线进线L 7
AC220V 电源零线进线
N
8
9 备用
10
备用
地基安装图
2.无源法
基于无源法检测单相接地的原理主要有下面几种：
5次谐波法。检测线路电流的5次谐波的变化情况，当5次谐波突然增大，同 时系统电压
下降，则判断为发生接地。
检测5次谐波电流的变化进行单相接地故障的检测是一种比较普遍采用的 方法。其工作原理是依据：当小电流接地电网中发生单相接地故障时，系统中含 有铁芯的设备，由于三相电压不平衡，使得其进入磁饱和状态（磁化曲线在非线 性区），尤其是电压互感器等设备，这样就会有大量谐波分量产生，其中以奇次 谐波分量较为突出。在中性点谐振接地的系统中（中性点经消弧线圈接地），由 于零序阻抗趋于无穷大，当发生单相接地故障时， 3次谐波与3次谐波的整倍数
的高次谐波很难通过，所以接地电流中基本不包含3次谐波与3次谐波的整倍数 的高次谐波，这样在发生单相故障时高次谐波中 5次谐波分量就较大。
尽管理论上 5 次谐波在单相接地时有非常明显的变化，但在实际运行中却不 尽然，如
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我们在不同电网，不同接地方式的63 次接地试验中对5 次谐波电流在接地前后的变化进行的录波发现：单相接地后故障出线的故障相5 次谐波电流增加的比例为46.65%，5 次谐波电流几乎没有变化的比例为41.6%，而反而减少的比例为11.75%。另外还有一些在发生单相接地故障后，故障出线的故障相5 次谐波电流增加，同时非故障出线的故障相5 次谐波电流也增加的现象，甚至还有单相接地后故障出线的故障相5 次谐波电流没有增加，而非故障出线的故障相5 次谐波电流反而增加的现象。可以看出，实际线路中5 次谐波的变化很难用来准确的检测单相接地故障，再加上目前系统使用的磁性元件为了增加可靠性，均采用大的磁饱和裕度，导致接地发生时磁饱和现象明显减少，5 次谐波分量增加的成份也就越来越少，检测的准确性也就很小。
电容电流脉冲幅值法。该方法是基于单相接地故障发生在相电压接近最大值瞬间这一假设来检测的。在发生单相接地的瞬间，故障相的对地电容会对接地点放电，从而产生一个放电的电流脉冲，该放电脉冲具有以下特点：1.在接地故障的瞬间，接地点出现一个频率很高幅值很大的暂态电流，暂态电流分量的幅值比流过同一点的电容电流的稳态值大几倍到几十倍。2。在接地瞬间故障相电容电荷通过故障相线路向故障点放电，而故障线路分布电容、分布电感和电阻对高频率的暂态分量具有衰减性。3。由于所有非故障线路的暂态电
流均流向故障线路，经故障点回到大地，导致故障线路从变电站到故障点之间的暂态电流幅值最大。
在变电站接地选线中，可以采集所有出线的暂态电容电流幅值进行比较，幅值最大的就是接地故障线路。而在故障指示器中使用该原理时，由于无法测到其它线路的暂态电容电流幅值，因此无法比较，所以目前这些厂家均设定一个固定的阈值，当电容电流脉冲的幅值大于该阈值时（同时对地电压下降3kV），则认为发生接地故障，翻牌显示。这样一来，阈值的确定很重要，阈值选的过大，则在小的系统如农网、供电半径比较小的城网、接地电阻大（如300 欧）时，均不能动作，阈值选的过小，则故障下方的电容对地放电电流或非故障线路的电容对地放电电流幅值就有可能超过该阈值，导致故障下方的或非故障线路的故障指示器误动。实际上，该阈值与线路结构、电缆多少、接地电阻大小、接地点离变电站的远近等均有关系，几乎无法确定，而且不同系统均有不同阈值，系统发生变化时，阈值要跟着变化才能保证检测的准确性。为了解决该问题，这些厂家把目前一些线路参数进行综合，取一个平均值作为阈值。该阈值很难适合所有线路，也很难适合某条线路的所有种类的接地情况，因此这种故障指示器检测故障的准确性无法保证。厂家在推销时也说：如果要检测的很准确，需要提供安装线路的详细参数，或者只建议用户将故障指示器安装在分支侧等下方电容电流较小的地方。实际上，就算提供给厂家系统参数，由于不同故障点使得不同线路和线路上不同位
置的电容电流脉冲幅值也不同，导致该阈值也很难确定。
首半波法。这种方法基于的原理也是单相接地故障发生在相电压接近最大值瞬间这一假设来
检测的，于是在发生单相接地的瞬间，故障相的对地电容会对接地点放电，从而产生一个放电的电流脉冲，与电容电流脉冲幅值法不同的是，该方法不是比较幅值大小，而是采样接地瞬间的电容电流首半波与电压波形，比较其相位。当采样接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压同相，同时导线对地电压降低，则判断线路发生接地。
与电容电流脉冲幅值法相比，这种方法不需要设定阈值，而且对于任何结构的供电网络来说，当发生单相接地故障时，故障区段的电容电流首半波与接地瞬间的电压同相，而非故障线路和故障下方的电容电流首半波与接地瞬间的电压反相，这个规律对任何方式的接地故障也适用，因此用该原理检测单相接地的准确性会大大提高。
如果说电容电流脉冲幅值法属于标量检测法，则首半波法属于矢量检测法，其信息量比电容电流脉冲幅值法要多，因此检测准确性也高，适用范围也广，但矢量法是有方向性的，即这种故障指示器安装时有方向性（电容电流脉冲幅值法无方向性要求），一般要求指示器检测到的负荷电流与线路电压的方向相同，如果相反，则上面的规律要反过来。因此这种指示器很难在环网供电的系统（会倒负荷）中使用。而且利用模拟电路提取脉冲电流时，对器件的参数有严格的要求，否则会使得提取的脉冲相位发生变化，或者负荷电流过大而提取不出来脉冲，尤其是温度变化对电容、电阻等器件参数的影响均会影响脉冲的检测。但与电容电流脉冲幅值法相比，这种方法的准确性和实用性要好的多，关键是要解决好方向问题和温度对脉冲提取电路的影响问题。
我公司生产的THFI-III 型故障指示器也采用该原理，但不同的是我们通过运用微计算机技术和现代的数字信号处理技术解决了该方法存在的两个问题，该技术目前属于国内外首创。
为了解决方向性问题，我们利用微计算机不断采样负荷电流和线路电压波形，计算两者之间的相位关系，当其同相时，计算机按照正常的判断逻辑来判断是否有故障发生，当其反向时，计算机按照反向的逻辑来判断是否有故障发生，我们称之为方向自适应功能，这样使得我们的故障指示器在安装时没有方向性的要求，也可以适用于环网供电的系统。这种“没有方向性的要求”与电容电流脉冲幅值法的“没有方向性的要求”有着质的差别。
为了解决温度对脉冲提取电路的影响问题，我们采用14位A/D 对电流波形进行高速采样，然后利用现代的数字信号处理技术（小波变换）对波形进行处理，从而很好的提取出接地电流脉冲，这种方法不但解决了温度对脉冲提取影响的问题，而且由于小波变换在学术界有数学显微镜的美称，它能够从非常大的负荷电流中提取出微弱的接地电流脉冲来，使得我们的故障指示还器具有很高的灵敏度。
第七章通信系统
人员定位系统管理制度大全
人员定位系统岗位责任制 一、矿长：是人员定位系统管理的第一责任人，要在人、财、物等方面提供保障，确保人员定位系统的正常运行。经常浏览矿井信息传输情况，保证传输信息真实可靠，定期召开专题会议，经常分析故障类别及解决办法。 二、值班矿长：是人员定位系统当日管理的第一责任人，负责对当日人员定位系统异常情况的处理工作，并对异常情况上传报表实施审阅、签字。 三、监控主任：是人员定位系统管理的具体责任人，经常浏览矿井信息传输情况，对人员定位系统运行规章制度及相关工种人员操作规程进行检查落实，定期召开专题会议，深入现场第一线解决人员定位系统运行中存在的问题，对弄虚作假、信息不真实传输的有关责任人及时严肃处理，及时处理值班人员汇报的隐患情况。 四、总工程师（技术负责人）：负责制定各部门岗位责任制及相关工种人员操作规程，制定信息上传的管理办法，定期召开专题会议，组织专业人员培训学习，每天浏览矿井人员信息传输情况，对矿井人员定位系统运行情况进行科学分析，及时处理人员定位系统人员汇报的隐患情况。 五、生产矿（井）长：经常浏览人员定位系统信息传输情况，
经常深入现场解决系统运行中存在的问题，对弄虚作假、信息不真实传输等的有关责任人及时严肃处理，及时处理值班人员汇报的隐患情况。积极配合人员定位系统的检修维护工作。 六、人员定位系统监控员岗位责任制 1、矿井人员定位系统操作员必须认真学习领会国家及地方政府关于人员定位系统管理的文件精神，严格按要求操作操作，保证人员定位系统正常运行。 2、对当班人员定位系统的安全运行负全面管理责任，精通业务，坚守岗位，精心操作细心浏览系统。 3、负责人员定位信息的真实、及时传达，并及时向矿调度汇报运行情况和存在问题。 4、负责对区中心站下达的指令及时通知矿调度及有关负责人，并及时反馈处理意见。 5、每班对系统巡回检查不少于2次，发现异常情况及时处理、汇报。及时完成上级主管部门和矿调度布置的其它工作。 6、按岗位工作要求，认真填好各种记录报表，保证真实有效。 7、及时向矿调度反馈当（日）班人员出入井信息。 8、严禁脱岗、睡觉和做与本岗无关的事情。 9、持证上岗，统一着装，文明操作，热情工作。 锦富煤业有限公司 2013年8月
500kV输电线路故障诊断方法综述_魏智娟
2012年第2期 1 500kV 输电线路故障诊断方法综述 魏智娟1 李春明2 付学文1 （1.内蒙古工业大学电力学院，呼和浩特 010080；2.内蒙古工业大学信息学院，呼和浩特 010080） 摘要 对近几年国内外具有代表的中外文献进行了学习研究，重点论述了输电线路故障诊断的四种方法：阻抗法，神经网络和模糊理论等智能算法，小波理论，行波法。综合输电线路的四种故障诊断方法，建议采用小波熵原理对输电线路故障模型进行故障类型识别，运用基于小波熵的单端行波测距方法实现故障定位。 关键词：故障诊断；阻抗法；智能算法；小波理论；行波法 The Survey on Fault Diagnosis in the 500kV Power Transmission Lines Wei Zhijuan 1 Li Chunming 2 Fu Xuewen 1 （1.The Power College of Inner Mongolia University of Technological, Inner Mongolia, Hohhot 010080; 2.The Information College of Inner Mongolia University of Technological, Inner Mongolia, Hohhot 010080） Abstract Based on the overview of typical literatures at home and abroad, this research focused on the four methods of failure diagnosis of transmission lines, namely, Impedance method, Intelligent method such as Neural Network Theory and Fuzzy Theory, Wavelet Theory and Traveling Wave method. And based on the synthesis of the four methods, this research suggested that simulation should be conducted to the failure models of transmission line by applying Wavelet Entropy Principle and the results of the simulation should be analyzed in order to identify the failure types; and the failure simulation should be conducted by the single traveling wave distance-testing method of wavelet entropy, and the results of the simulation should be analyzed in order to realize failure location. Key words ：failure diagnosis ；impedance method ；intelligent algorithm ；the Wavelet Theory ；the traveling wave method 超高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任，其安全可靠运行是电网安全的根本保证。输电线路在实际运行中经常发生各种故障，如输电线路的鸟害故障[1]、输电线路的风偏故障等[2]，及时准确地对输电线路进行故障诊断就显得非常重 要。国家电网公司架空送电线路运行规程明确规定 “220kV 及以上架空送电线路必须装设线路故障测 距装置”[3-4]。由于我国幅员辽阔，地形地貌的多样 性致使输电线路工作环境极为恶劣，输电线路发生 故障导致线路跳闸、电网停电，对电力系统安全运 行造成了很大威胁，所以，在线路发生故障后迅速 准确地进行故障诊断，减少因故障引起的停电损失， 降低寻找故障点的劳动强度，尽最大可能降低对整 个电力系统的扰动程度，确保电力系统的安全可靠稳定运行具有十分重要的意义。本文在总结前人的基础上，重点论述了超高压输电线路的4种故障诊断方法，建议采用小波熵原理对输电线路故障类型 进行故障识别，利用基于小波熵的单端行波测距方法实现故障定位。 1 输电线路故障诊断 当输电线路发生故障时，早先的故障定位通常是由经验丰富的运行人员在阅读故障录波图的基础上，综合电力用户提供的信息，进行预测、判断可能出现的故障位置，然后派巡线人员通过查线确认故障位置并及时排除故障。在电力市场竞争日渐激
电力系统故障的智能诊断综述
智能电网技术及装备专刊·2010年第8期 21 电力系统故障的智能诊断综述 李再华1 刘明昆2 （1.中国电力科学研究院，北京 100192；2.北京供电公司海淀供电分公司，北京 100086） 摘要 电力系统是人类制造的最复杂的系统，故障诊断是现代复杂工程技术系统中保障其可靠运行的非常重要的手段，故障的智能诊断是该领域的热点和难点。本文综述了电力系统故障的智能诊断技术的发展现状，总结了几种常用的智能技术在故障诊断应用中存在的若干问题以及解决这些问题的相关新技术。最后，展望了智能诊断技术的发展趋势：以专家系统为基础，融合其他先进的智能技术，以提高诊断的速度和准确度，及其对电力系统发展的适应性，逐步实现在线诊断。 关键词：电力系统；智能故障诊断；专家系统；发展趋势 Review of Intelligence Fault Diagnosis in Power System Li Zaihua 1 Liu Mingkun 2 （1.China Electric Power Research Institute ，Beijing 100192； 2. Haidian branch Company, Beijing Power Supply Company, Beijing 100086） Abstract Power system is the most complex system by man-made in the world, fault diagnosis is a kind of very important methods to ensure the reliable operation of modern complex engineering system. Intelligence fault diagnosis (IFD) is the hot and difficult subject in this field. The paper reviews the actual state of development of IFD in power system, and then summarizes some existing problems in application and new relation technology to resolve these problems. IFD technologies include expert system (ES), artificial neural network (ANN), decision-making tree (DT), data mining (DM), fuzzy theory (FT), Petri network (PN), support vector machine(SVM), bionic theory (BT), etc. To adopt these kinds of methods synthetically is very helpful to improve the intelligence of ES. At last, development trends of IFD are expected: based on ES, integrates with other advanced intelligence technologies, to heighten the speed and accuracy of fault diagnosis, and the adaptability to the development of power system, so as to realize online IFD gradually. Key words ：power system ；intelligence fault diagnosis ；expert system ；development trend 1 引言 电网的发展和社会的进步都对电网的运行提出了更高的要求，加强对电网故障的诊断处理显得尤为重要。随着计算机技术、通信技术、网络技术等的发展，采用更为先进的智能技术来改善故障诊断系统的性能，具有重要的研究价值和实际意义。 故障的智能诊断技术也被称为智能故障诊断技 术，包括专家系统（Expert System ，ES ）、人工神 经网络（Artificial Neural Network ，ANN ）、决策树（Decision Tree ，DT ）、数据挖掘（Data Mining ， DM ）、模糊论（Fuzzy Theory ，FT ）、Petri 网理论（Petri Network Theory ，PNT ）、支持向量机（Support Vector Machine ，SVM ）、仿生学理论（Bionics Theory ，BT ）的应用等，其中前四种技术得到了较多的研究，相对比较成熟和常用。本文对电力系统故障诊断领域的智能诊断技术的发展现状以及存在的问题进行综述，并对解决相关问题的方法进行了总结。 2 智能故障诊断技术发展现状 美国是对故障诊断技术进行系统研究最早的国家之一，1961年美国开始执行阿波罗计划后，出现了一系列设备故障，促使美国航天局和美国海军积
人员定位系统管理制度汇编[1]
綦江区大实煤业有限责任矿安洋煤矿 人员定位系统 管 理 制 度 二〇一四年七月 签发人：
目录 1.定位系统安全管理制度 (2) 2.定位系统信息管理反馈制度 (3) 3. 干部下井跟班督查制度 (4) 4.井定位系统考勤管理办法 (5) 5.定位监测系统管理办法 (7) 6. 人员定位监测系统工作制度 (12) 7．通防科科长岗位责任制 (13) 8．人员定位监测系统维修工岗位责任制 (14) 9. 调度室微机员岗位责任制 (15) 10. 定位系统监控室管理制度 (16) 11. 监控系统安装管理规定 (18) 12. 定位监控系统设备、线路管理制度 (19) 13. 监控室微机员操作规程 (21) 14. KGE37B型无线编码发射器主要技术指标使用方法及日常维护 (30) 15. CFC1信号测录仪主要技术指标使用方法及日常维护 (32) 16. KDW16A型隔爆兼本质安全型不间断电源技术参数、安装方法及维护方法 (35) 17. 本安型环网交换机KJJ31主要技术参数安装及维护方法 (42) 18. 人员监测系统日常操作 (52)
大实煤业安洋煤矿定位系统安全管理制度 为使我矿定位系统安全高效运转，特制定以下管理制度： 一、所有人员必须了解定位系统的功能、使用方法及其运用于安全生产的重要意义。 二、所有人员入井时必须佩戴定位发射器并且按规定时间上下井。 三、所有人员必须爱护定位发射器（读卡器），不得随意拆卸敲打，违者按有关规定处理。 四、所有人员必须熟悉作业地点的避灾路线，当发生事故时，听从指挥人员安排，撤到安全地区。 五、入井前检查发射器（读卡器）是否正常，发现异常与通防科及时联系。 六、井下作业人员一定要爱护定位系统的光缆及设备。 七、所有人员一定要正确看待定位系统。
故障诊断理论方法综述
故障诊断理论方法综述 故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。其中：故障检测是指与系统建立连接后，周期性地向下位机发送检测信号，通过接收的响应数据帧，判断系统是否产生故障；故障类型判断就是系统在检测出故障之后，通过分析原因，判断出系统故障的类型；故障定位是在前两部的基础之上，细化故障种类，诊断出系统具体故障部位和故障原因，为故障恢复做准备；故障恢复是整个故障诊断过程中最后也是最重要的一个环节，需要根据故障原因，采取不同的措施，对系统故障进行恢复一、基于解析模型的方法 基于解析模型的故障诊断方法主要是通过构造观测器估计系统输出，然后将它与输出的测量值作比较从中取得故障信息。它还可进一步分为基于状态估计的方法和基于参数估计的方法，前者从真实系统的输出与状态观测器或者卡尔曼滤波器的输出比较形成残差，然后从残差中提取故障特征进而实行故障诊断；后者由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，然后求解实际的物理元器件参数，与标称值比较而确定系统是否发生故障及故障的程度。基于解析模型的故障诊断方法都要求建立系统精确的数学模型，但随着现代设备的不断大型化、复杂化和非线性化，往往很难或者无法建立系统精确的数学模型，从而大大限制了基于解析模型的故障诊断方法的推广和应用。 二、基于信号处理的方法 当可以得到被控测对象的输入输出信号，但很难建立被控对象的解析数学模型时，可采用基于信号处理的方法。基于信号处理的方法是一种传统的故障诊断技术，通常利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均、小波变换等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，识别和评价机械设备所处的状态。基于信号处理的方法又分为基于可测值或其变化趋势值检查的方法和基于可测信号处理的故障诊断方法等。基于可测值或其变化趋势值检查的方法根据系统的直接可测的输入输出信号及其变化趋势来进行故障诊断，当系统的输入输出信号或者变化超出允许的范围时，即认为系统发生了故障，根据异常的信号来判定故障的性质和发生的部位。基于可测信号处理的故障诊断方法利用系统的输出信号状态与一定故障源之间的相关性来判定和定位故障，具体有频谱分析方法等。 三、基于知识的方法 在解决实际的故障诊断问题时，经验丰富的专家进行故障诊断并不都是采用严格的数学算法从一串串计算结果中来查找问题。对于一个结构复杂的系统，当其运行过程发生故障时，人们容易获得的往往是一些涉及故障征兆的描述性知识以及各故障源与故障征兆之间关联性的知识。尽管这些知识大多是定性的而非定量的，但对准确分析故障能起到重要的作用。经验丰富的专家就是使用长期积累起来的这类经验知识，快速直接实现对系统故障的诊断。利用知识，通过符号推理的方法进行故障诊断，这是故障诊断技术的又一个分支——基于知识的故障诊断。基于知识的故障诊断是目前研究和应用的热点，国内外学者提出了很多方法。由于领域专家在基于知识的故障诊断中扮演重要角色，因此基于知识的故障诊断系统又称为故障诊断专家系统。如图1.1
(管理制度)人员定位系统各项管理制度
设施设备管理制度 壹、安装、使用和维护 1、各个人员出入井口、重点区域出/入口、限制区域等地点应设置分站，且能满足监测携卡人员出/入井、出/入重点区域、出/入限制区域的要求。 2、巷道分支处应设置分站，且能满足监测携卡人员出/入方向的要求。 3、下井应携带识别卡。 4、识别卡严禁擅自拆开。 5、工作不正常的识别卡严禁使用。性能完好的识别卡总数，至少比经常人员的总数多10%，不固定专人使用的识别卡，性能完好的识别卡总数至少比每班最多下井人数多10%。 6、矿调度室应设置显示设备，显示井下人员位置等。 7、各个人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯壹性检测的装置，且提示携卡人员本人及关联人员。 8、分站应设置于便于读卡、观察、调试、检验、围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物的位置。 罗平县阿岗镇云鹏煤矿 二○壹二年元月 技术资料管理制度 壹、建立以下账卡及报表：
1）设备、仪表台账； 2）设备故障登记表； 3）检修记录； 4）巡检记录； 5）中心站运行日志； 6）监测日（班）报表； 7）设备使用情况月报表。 2、煤矿应绘制设备布置图，图上标明分站、电源、中心站等设备的位置、接线、传输电缆、供电电缆等，根据实际布置及进修改，且报矿技术负责人审批。 3、中心站每3个月对数据进行备份，备份数据应保存1年之上。 4、图纸、技术资料应保存1年之上。 二、管理机构 1、煤矿安全监控管理机构负责煤矿井下作业人员管理系统的安装、使用、调校、维护和管理工作。 2、人员定位系统管理机构应制定岗位责任制、作业指导书、值班制度等规章制度。 3、监测工和中心站操作员应培训合格，持证上岗。 罗平县阿岗镇云鹏煤矿 二○壹二年元月 值班、交接班制度
第3章故障定位的基本思路与方法
第3章故障定位的基本思路与方法 本章介绍常见故障的基本处理思路和方法。包括： ●对维护人员的要求 ●故障定位的基本原则 ●故障判断与定位的常用方法 ●故障处理的过程示例 3.1 对维护人员的要求 快速定位和及时排除光传送系统的故障，对维护人员的业务技能、操作规范等 都有很高要求。维护人员应做到以下应知应会。 3.1.1 专业技能 1. 熟练掌握SDH的基本原理 参见《光同步数字传送网》主编：韦乐平人民邮电出版社。 2. 熟练掌握传输系统告警信号流及告警产生的机理 参见《OptiX OSN 3500/2500/1500智能光传输系统维护手册告警及性能事 件分册》。 3. 熟练掌握以下常见告警信号的处理 (1)线路告警 ●R_LOS ●R_LOF ●R_OOF ●AU_AIS ●AU_LOP ●MS_AIS ●MS_RDI ●B1_EXC ●B2_EXC ●HP_LOM ●HP_SLM ●HP_TIM
●HP_UNEQ (2)支路告警 ●TU_AIS ●TU_LOP ●T_ALOS ●P_LOS ●EXT_LOS ●UP_E1_AIS ●LP_RDI ●LP_SLM ●LP_TIM ●LP_UNEQ ●B3_EXC (3)保护倒换告警 ●PS (4)时钟告警 ●LTI ●SYNC_C_LOS ●SYN_BAD (5)设备告警 ●POWER_FAIL ●FAN_FAIL ●BD_STATUS 告警信号的处理方法，参见《OptiX OSN 3500/2500/1500智能光传输系统维 护手册告警及性能事件分册》。 4. 熟练掌握传输设备和网管的基本操作 参见网管操作手册和网管的联机帮助。 5. 熟练掌握传输常用仪表的基本操作 传输设备在维护中常用的仪表包括：2M误码仪、光功率计、SDH分析仪、示 波器、万用表等，使用方法参见各仪表的使用手册。 3.1.2 工程组网信息 ●熟悉组网情况。 ●熟悉业务配置。 ●熟悉设备运行状况。
工程机械故障诊断方法综述
工程机械故障诊断方法综述 谢祺 机0801-1 20080534 【摘要】：机械设备的检测诊断技术在现代工业生产中的作用不可忽视,从设备诊断的基本方法、内容和技术手段等多方面对我国机械设备诊断技术的现状进行了综述,并在此基础上分析并提出了该技术在今后的发展趋势。 【关键字】：机械设备诊断技术发展趋势 引言 随着科学技术的发展,机械设备越来越复杂,自动化水平越来越高,机械设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大,与其有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失,甚至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测,对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因,采取措施避免设备的突然损坏,使之安全经济地运转,在现代工业生产中起着重要的作用。开展机械设备故障检测与诊断技术的研究具有重要的现实意义。本文试图对机械设备故障监测诊断的内容、方法的现状及发展趋势进行探讨。 1机械故障诊断技术的历史 早在60年代末，美国国家宇航局(NASA)就创立美国机械故障预防MFPG(Machinery Fault Prevention Group)，英国成立了机械保健中心(UK，Machineral Health Monitoring Center)。由于诊断技术所产生的巨大的经济效益，从而得到迅速发展。但各个工程领域对故障诊断的敏感程度和需求迫切性并不相同。例如一台机械设备因故障停机检修并不导致全厂生产过程停顿，或对产品质量产生严重的影响，它对故障诊断的需求性就不那么迫切。反之，就非要有故障诊断技术不可。目前监视诊断技术主要用于连续生产系统或与产品质量有直接关系的关键设备。 机械故障诊断技术发展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看，美国占有领先地位。美国的一些公司，如 Bently，HP等，他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平，不仅具有完善的监测功能，而且具有较强的诊断功能，在宇宙、军事、化工等方面具有广泛的应用。美国西屋公司的三套人工智能诊断软件（汽轮机TurbinAID，发电机GenAID，水化学ChemAID）对其所产机组的安全运行发挥了巨大的作用。还有美国通用电器公司研究的用于内燃电力机车故障排除的专家系统DELTA；美国NASA研制的用于动力系统诊断的专家系统；Delio Products公司研制的用于汽车发动机冷却系统噪声原因诊断的专家系统ENGING COOLING ADCISOR等。近年来，由于微机特别是便携机的迅速发展，基于便携机的在线、离线监测与诊断系统日益普及，如美国生产的M6000系列产品，得到了广泛的应用[2]。 英国于70年代初成立了机器保健与状态监测协会，到了80年代初在发展和推广设备诊断技术方面作了大量的工作，起到了积极的促进作用。英国曼彻斯特大学创立的沃森工业维修公司和斯旺西大学的摩擦磨损研究中心在诊断技术研究方面都有很高的声誉。英国原子能研究机构在核发电方面，利用噪声分析对炉体进行监测，以及对锅炉、压力容器、管道得无损检测等，起到了英国故障
线路故障定位系统
高压线路故障指示及故障自动定位系统 一、故障定位系统概述及特点 1.1概述 传统配网自动化系统采用馈线自动化FA实现故障定位、隔离和非故障区域自动恢复供电，但这种方式投资大、设备多、光纤通讯费用昂贵，适合多联络、多分段且一次设备具备电动操作机构和受控功能的配电网，但我国农村配电网的情况是网架结构薄弱，并且大多是辐射状配电网结构，属于不具备电动操作机构和受控功能的配电网，因此这些地区适合采用简易型配电自动化系统。简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器来获取配电线路上的故障信息，由人工在现场巡视线路上的指示器是否翻转变色来判断线路是否发生故障（也可将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段）。 故障自动定位系统就是一种简易型的配电自动化系统，该系统集成了现代故障指示器技术、GSM通信技术和分布式等技术，形成了一套自动高效的故障检测以及定位系统。主要用于配电系统各种故障的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。在发生故障时，智能故障定位系统的监控主站与现场大量的故障监测点相配合，在故障发生后的几分钟内即可在主站通过故障定位策略给出故障源信息，并且以短信告警的形式通知相关值班员，帮助维修人员迅速赶赴现场，隔离故障段，恢复正常供电。 1.2系统特点 为供电企业提供一套以故障定位为核心功能的自动化系统。该系统通过低廉的成本实现配电网的故障信号采集、故障区段定位，降低配电网线路的故障查找时间和查找成本，加快供电恢复，从而提高供电可靠性。 结合农村配电网现状，提出一套简易型配电自动化系统的建设模式，该模式适用于简单接线的城乡配电线路（含单辐射配电线路）和城市中无专门通信条件区域的配电线路。 先进的故障定位策略，提高故障定位搜索的时间。根据开关装置变位信号，在线路图故障分析线程结束后，定时对线路图进行拓扑分析，或者运行值班人员通过人机交互页面手动触发拓扑分析功能，此时故障定位服务会实时进行拓扑分析，因此故障信号到来时，可实时进行故障查找，而不进行拓扑分析，这就提高了故障定位搜索的时间 采用分布式结构，以组件的方式实现系统功能。如果将所有组件都部署于服务器就容易造成服务器资源短缺，系统瓶颈的问题，所以采用分布式结构，以组件的形式实现系统功能，可将组件部署于多台服务器，通过消息机制建立组件间的松散耦合关系。通过点对点消息模型，采用异步机制完成消息传输。
人员定位系统定位卡管理制度
人员定位系统定位卡管理制度 为切实做好人员定位考勤工作，及时准确地掌握井下人员的分布情况，全天候对入井人员进行实时跟踪和管理，提高矿井安全管理水平；充分利用人员定位系统考勤功能，堵塞管理漏洞，特制定人员定位系统定位卡管理规定。 1、全公司所有从事井下工作人员，必须佩戴人员定位卡，否则不准下井，强行下井者将按三违登记处理。入井人员严禁捎带定位卡,一经查出按三违处理，并扣除此次下井次数。信息中心负责配合有关部门，对入井人员进行动态检查，一旦发现违规行为，严格按公司规定进行处理。 2、下井费及下井补贴按人员定位系统所记录的下井个数进行补贴。信息中心每月月初将上月全公司下井统计报工资科，各单位核算员根据本单位账号及密码查询本单位下井情况，并按照查询情况进行下井补贴。工资科及相关部门进行抽查，对不按照要求的对核算员进行通报及处罚。定位卡异常的需要信息中心开具定位卡不正常的证明。 3、职工下井时间按照工资科制定的管理规定执行，管理人员下井时间根据公司下井跟班、带班管理规定及组干科管理规定执行。对达不到时间要求的不计算下井个数。 4、各单位核算员每天核对本单位员工考勤与下井情况是否一致，如发现下井时间超时、轨迹不全、无下井信息等
情况，应及时通知员工本人到信息中心进行定位卡检查和维修，否则对核算员进行通报及处罚。 5、下井人员必须妥善保管好定位卡，不得随意拆解。凡人为损坏罚款元，由信息中心补办；丢失者由单位开具证明，到交元，由信息中心补办。 6、信息中心制定定位卡维修维护内部管理制度，对违反及达不到制度规定要求的进行处罚。对定位卡进行维修或者更换需填写登记信息，并根据实际维修情况开具定位卡维修证明，证明不超过七日。 7、当员工出现工作变动时，原单位的核算员及时与信息中心联系，变更员工定位卡信息登记，原定位卡可继续使用，不必更换定位卡。当不再从事井下工作或退休人员，应将人员定位卡交于信息中心。当新调入人员办理下井定位卡时，应持单位证明可办理人员定位卡。信息中心与工资科每月进行一次各单位人员核对工作，确保信息准确。 8、上级领导或来宾来公司下井时，由来宾浴室工作人员发放临时人员定位卡，上井后收回。 9、信息中心应不定期在副井口现场进行定位检测及维修工作，确保降低定位卡故障率。 10、人员定位系统出现大面积故障时，信息中心进行及时修复。故障发生时，缺少的下井考勤信息，由信息中心统一写出说明并由分管领导签字，交工资科备查。期间发生的
总结高精度定位难点与解决办法
安全是企业生存发展的首要基础。在电力、化工等大型复杂作业环境中，现场设备多，作业过程多变，对现场人员的安全防护管理更是重中之重的首要任务。 人员的位置管控是安全管理的主要因素。必须严格管理作业人员按照安全规定的位置和路线进行作业，危急情况下更需要准确获知人员的实时位置，以便及时准确施救。 但是，在这些场合，受现场环境的限制，通用的室外GPS定位或普通的室内定位技术很难达到预期的精度和要求，迫切需要研制特定的定位设备和系统，实现作业人员的实时定位和追踪管理，保障作业安全。 技术难点 1、电厂、化工厂厂区建筑物复杂，大型设备多，建筑物的遮挡、金属电磁干扰反射等因素使得常见的技术方案难以实现精准定位。 2、作业人员活动的随机性高，包括室内、室外、管廊等位置，无法采取路径吸附等位置纠正算法。 3、人员的活动状态、姿态等安全信息也需要感知。 4、对设备的防爆性、携带和使用的方便性、待机时间等要求高。 人员定位解决方案 针对电厂、化工厂的定位需求，云酷科技采用UWB精准定位、激励器存在性检测定位、车辆采用GPS定位技术相结合的定位方案。 整体定位方案运用业内领先的TOA算法，同时结合定位大数据分析，解决了传统定位模式抗干扰能力差、定位准确度低、安装布线困难、成本费用高等问题；针对不同区域提供不同定位解决方式，达到定位精准度适宜，投入性价比高的建设目标。同时考虑到不同电厂的业务需求不同，系统拥有两票管理、缺陷/隐患管理、到岗到位管理、外委管理、工器具管理、车辆管理、手机APP等多种功能模块。支持电子围栏、人脸识别、视频监控联动、智能门禁
联查、各类报警预警等功能。 该方案可帮助中电厂厂区实现现场操作的更加规范化、协同化、科学化和智能化，人员安全监控和管理变得更加主动、及时和准确，大大提升企业精细化管理水平和企业人员安全，成功搭建事前预防、事中及早发现、事后可追溯的安全防范机制，成为智慧电厂的代表性项目之一。
电力系统故障的智能诊断综述
电力系统故障的智能诊断综述 发表时间：2016-06-30T14:34:41.580Z 来源：《电力设备》2016年第9期作者：李艳君蒋杰李玉玲李飞翔 [导读] 在电力系统中，设备故障诊断和厂站级的故障诊断经过了几十年的发展和改革，现今已经较为成熟，而电力系统层面的故障才刚刚开始。 李艳君蒋杰李玉玲李飞翔 （国网新疆检修公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：常用的智能故障诊断技术有专家系统、人工神经网络、决策树、数据挖掘等，专家系统技术应用最广，最为成熟，但是也需要结合使用其他智能技术来克服专家系统技术自身的缺点。智能故障诊断技术的发展趋势主要有多信息融合、多智能体协同、多种算法结合等，并向提高智能性、快速性、全局性、协同性的方向发展。基于此，本文就针对电力系统故障的智能诊断进行分析。 关键词：电力系统；故障；智能诊断 引言 文章对电力系统故障的智能诊断进行了详细的阐述，通过对电力系统的简介，和对故障诊断的发展阶段进行了简要的分析，并阐述了电力系统故障的智能诊断实际应用存在的问题及对策，文章最后指出了电力系统故障的智能诊断的发展趋势。望文章的阐述推动电力系统故障的智能诊断的发展。 1电力系统概述 电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。电力系统的主要功能是将自然界中的能源，通过先进的发电动力装置，将能源转换为电能。在通过输电线路和变压系统，将电能传送到各个用户。为了实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。 2电力系统故障智能诊断技术及发展现状 2.1智能故障诊断技术 传统的故障诊断方法分为基于信号处理和基于数据模型，均需要人工进行信息的处理和分析，缺乏自主学习能力。随着人工智能技术这一新方法的产生及发展，为故障诊断提供了初步的自动分析和学习的途径。人工智能技术能够存储和利用故障诊断长期积累的专家经验，通过模拟人大脑的逻辑思维进行推理，从而解决复杂的诊断问题。 目前在电网故障诊断领域出现了包括专家系统、人工神经网络、决策树理论、数据挖掘、模糊理论、粗糙集理论、贝叶斯网络、支持向量机及多智能体系统等技术以及上述方法的综合应用。 目前，在对电网故障智能诊断领域的研究中，依靠单一智能技术的系统多，信息的综合利用研究较少，协同技术的研究应用更少；投入运行的诊断系统多为专家系统，但是离线运行的多，在线运行的很少。即使广泛投入使用的专家系统也同样存在着：（1）知识的获取和管理问题，难以获取较高适应度和准确度的知识。（2）推理的效率问题。（3）故障诊断的在线应用问题，目前仅限于离线故障诊断，该结论不能指导对电网的实际控制。（4）故障诊断的动态分析问题，缺乏故障的动态分析，从而屏蔽了很多有用的细节，尤其是各元件之间的相互关联关系等。基于以上问题，采用决策树方法可以对系统信息进行归类梳理，可以提高专家系统的速度；通过粗糙集方法建立清晰的数学模型；采用数据挖掘和关联性规则可以提高故障诊断分析的准确度。这几种方法的结合应用有助于提高故障诊断的智能水平、效率和准确度。 2.2电力系统故障智能诊断发展现状 电力系统连锁故障分析理论与应用中提到，电力系统故障智能诊断是相对传统的故障诊断而言的。在传统的故障诊断方法可划分为两类。其一是关于信号出路的方法。其二是数学模型的方法。这些都需要人为地区判断和分析，这些方法应用是没有自动化的处理能力。故障的智能诊断是将传统的方法，与当下先进的计算机技术有效的结合，形成的人工智能技术的新方法，对电力系统的故障进行智能的诊断，这是故障诊断技术发展的新时期。 3智能故障诊断面临的问题和对策 3.1智能故障诊断面临的问题 知识的获取和管理问题，也可以说是规则的表达和维护问题。知识是专家系统行为的核心，如何根据系统的变化，获取具有较高适应度和准确度的知识（规则）。对知识的一致性、冗余性、矛盾性和完备性进行检验、维护和管理，是专家系统亟需解决的首要问题。 推理的效率问题，也可以说是如何解决规则组合爆炸的问题。规则库的规模增大以后，搜索的运算量迅速增长，尽管人们提出了许多算法，规则组合爆炸的问题还是没有得到满意的解决。 故障诊断的在线应用问题。以往的故障诊断离线运行，只能告诉调度员已有故障是如何发展的，因为运行方式的多变性，离线故障诊断结论不一定能够指导调度员对电网的实际控制；只有做到在线运行，才能及时帮助调度员进行控制决策。 故障诊断的动态分析问题。以往的故障诊断只能进行静态分析，忽略了故障动态过程的大量有用的细节，尤其是采用了高速保护的大型电网，更加需要分析动态过程，例如快速相继开断过程中的顺序和相互关系、复杂故障中各元件之间的相互影响、电压崩溃的动态过程、运行方式切换或调度控制过程对电网的影响等。 3.2智能故障诊断面临问题的解决对策 对于知识的获取和管理问题，可以采用提高故障诊断系统的学习能力的方法，如 ANN、数据挖掘、仿生学方法等。这些智能方法都有其优点和局限性，需要有针对性地应用。 对于推理的效率问题，可以采用计算速度更快的计算机硬件和软件算法，通信速度更快的数据采集和传输手段；数据挖掘是从各种复杂故障中发现最常见的故障或分解出简单故障的有力手段；建立系统的故障案例库，可以降低决策分析的计算量，提高诊断推理的效率。 对于故障诊断的在线应用和动态分析问题，可以采用更能够反映电网实时运行状态的信息，如广域量测系统、高速保护信息系统和故障录波信息系统、稳定控制系统等提供的动态数据；实时进行电网的灵敏度分析，动态分析电网的健康状况；增量挖掘技术只处理实时的
机械故障诊断综述
中国自动化学会中南六省（区）２０１０年第２８届年会?论文集 机械故障诊断综述 Survey on Faults Diagnosis of Machine 赵宏伟１，２，张清华１，夏路易２，邵龙秋１（１广东石油化工学院 计算机与电子信息学院，广东 茂名５２５０００；２太原理工大学 信息工程学院，山西 太原０３００２４）摘要：本文较系统的介绍了故障诊断的基本过程、原理，在此基础上对故障诊断方法做了详细、系统的论述，并进一步对故障诊断技术的发展做了展望。 关键词：故障诊断；诊断原理；维修制度 Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｏｎ ｔｈａｔ ｂａｓｉｓ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｆａｕｌｔｓ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｉｓ ｌｏｏｋｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｆａｕｌｔｓ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ； Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ； ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ １ 引言 七十年代以来，计算机和电子技术飞跃发展，促使工业生产向现代化、机器设备向大型化、连续化、高速化、自动化发展。与此同时，现代化机械设备的应用一方面大大促进了生产的发展；另一方面也潜伏着一个很大的危机，即一旦发生故障所造成的直接和间接的损失将是十分严重。为解决这一问题，机械故障诊断技术孕育而出。这门新技术也是一门以高等数学、物理、化学、电子技术、机电设备失效学为基础的新兴学科。它的宗旨就是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以期对设备事故防患于未然。如今它已是现代化设备维修技术的重要组成部分，并且成了设备维修管理工作现代化的一个重要标志。 ２ 设备维修制度 目前，与故障诊断技术紧密相关的设备维修制度共有三种： （１）事后维修制度（ＰＯＭ）：这是一种早期的维修制度。主要特点是“不坏不修，坏了再修。”这种维修制度对发生事故难以预料，并往往会造成设备的严重损坏，既不安全且又延长了检修时间。 （２）预防维修制度（ＰＭ）：又称以时间为基础的设备维修制度（ＴＢＭ）或计划维修制度。这是一种静态维修制度，主要特点是当设备运行达到计划规定的时间或吨公里时便进行强制维修。它比前一种维修制度大大前进了一步，对于保障设备和人身安全，起到了积极作用。同时，这种维修制度也存在明显的缺陷，即过剩维修和失修的问题。以滚动轴承为例，同一型号的滚动轴承，其实际的使用寿命有时相差达数十倍。在预防维修制度行监测与诊断故障的方法，具体包括声音监听法、频谱分析法和声强法。 温度信号监测诊断技术包括物体温度的直接测量和热红外分析技术。实际工业中不恰当的温度变化往往意味着热故障的发生。从被测设备的某一部分的温 １３０
高压电缆在线双端故障定位系统的研究与应用
高压电缆在线双端故障定位系统的研究与应用 发表时间：2019-10-12T11:52:15.070Z 来源：《河南电力》2019年2期作者：康乙武[导读] 本文研究了双端行波故障定位的技术，通过建立模块化设计，运用集约化方式对高压电缆线路进行在线实时监测，实现了变电站站端至用户端电缆运行故障的测寻。 康乙武 （广东电网有限责任公司佛山供电局佛山 528000） 摘要：本文研究了双端行波故障定位的技术，通过建立模块化设计，运用集约化方式对高压电缆线路进行在线实时监测，实现了变电站站端至用户端电缆运行故障的测寻。文中所设计的高压电缆在线双端故障定位系统实现了可快速判断故障电缆线路及故障点距离电缆线路终端的位置，缩短故障排查时间，迅速抢修复电，为变电站运维和管理工作提供了便利，提高了电网的供电可靠性。 关键词：高压电缆；线路故障；双端行波 本文介绍了变电站高压电缆线路的运行现状（以佛山220kV红星变电站220kV红双甲、乙线为例）以及HDDBF-高压电缆双端在线故障定位系统的开发和应用，为进一步优化变电站高压电缆线路故障排查及维护提供技术支持。 1变电站高压电缆的运行现状 中心城区城市化程度的不断提高和用电负荷的快速增长给城网中、高压线路电缆化带来了广阔的应用前景，也必然导致了电缆出线变电站这种新的变电站出线方式。由于电网中电缆线路比例不断上升，而传统的系统保护和运行方式设计并没有充分考虑这一变化带来的影响，这就有可能对设备的安全运行带来严重的潜在危险和实际的危害，而且电缆线路无法实时监测其运行状态也给运行人员的维护带来不便，特别是重点高压线路，比如佛山220kV红双甲、乙线是220kV红星变电站至220kV佛山双铁站的二级重要供电线路，是为佛山西站供电的直接电源，一旦电缆线路发生瞬时接地故障或者永久性接地故障，且不能够及时查处故障，将对电力系统造成威胁以及对社会造成一定影响。 2双端行波故障定位系统的功能及组成 双端行波故障定位功能：通过安装在电缆线路两个终端的故障电流互感器，采集故障行波信号。B终端采集到故障行波信号后开始计时；A终端采集故障行波信号后，通过光电转换模块，再通过光纤发送到B终端，B终端接收到A终端的TTL信号后终止计时。B终端把故障状态及故障时间差通过光纤上传到控制中心服务器，在服务器界面直接显示故障相和故障点距B终端的距离。一套监测装置（包含A、B终端）可监测一回路电缆，系统监测B终端：记录故障点距离两个终端的时间差并锁存。系统监测A终端：当故障点行波信号到达A终端，A终端立即将TTL信号通过光电转换器再通过光纤传送到B终端，作终端B计时终止信号。电缆故障预警：电缆发生短路故障时，系统可以立即判断出发生故障电缆的线路名称及相线。由以下四部分组成：（1）服务器及智能管理平台； （2）现场数据采集装置：A终端、B终端； （3）数据传输网络：光纤； （4）光电转换模块（备注：多套装置组成一个系统时，系统采用环网通信方式，如：B1A1…AnBn…B1光电转换模块服务器。B1…Bn为n个B终端，A1…An为n个A终端）。 3双端行波故障定位系统的工作原理 双端行波故障定位系统的工作原理框图如图1，B终端和A终端同时监测A、B、C三相，图中只画一个CT示意。电缆两端分别安装采集A、B终端，当电缆中间任意一点发生故障，故障行波朝两端传播，当故障行波到达B终端时，B终端触发计时开始；故障行 波到达A终端后，A终端检测到故障行波并发送电脉冲信号通过光纤传送到B终端，B终端接收到此脉冲信号时计时结束。通过时间差计算故障点与两终端的距离，从而实现故障点的在线定位。 故障距离计算公式如下： 上式中： 为系统计时时间差值，单位为μs； 为电缆总长，单位为m； 为A终端脉冲到达B终端后硬件增加的延时，单位为μs； 为故障点距离B终端距离，单位为m； 为故障行波在所述高压电力电缆中的传播速度，通常为172m/μs。