国网电力公司科技项目计划任务书《10kV配电架空线路故障精确定位系统》

国网电力公司科技项目计划任务书《10kV配电架空线路故障精确定位系统》

（一）总体要求

1、本任务书主要适用于国网电力公司科技项目；

2、任务书由项目责任单位牵头承担单位配合，依据国网电力公司下达的科技项目计划和经过专家评审的项目可行性研究报告编制，不得随意变更项目的名称、研究内容、预期目标、考核目标、完成时间、项目经费、负责人等内容；

3、任务书中的单位名称，请按公章的规范全称填写，并与单位公章一致；

4、任务书填报应完整，如无相应内容则应注明“/”。

（二）封面

1、封面中信息应与任务书正文中相关信息一致；

2、完成时间以公司科技项目综合计划文件中最终完成时间为准。

（三）项目简表

1、“研究起止时间”统一采用“2017.1~2017.12”格式填写；

2、项目负责人专业填目前所从事领域的专业；

3、项目组人数与项目参加人员表中列示人数一致；总人数应大于等于高、中、初级职称人数之和；研究生指的是在项目的实施期间、在高等院校等攻读硕士及以上学位的人员。

（四）研究内容及预期目标

1、研究内容及预期目标要根据经过专家评审的项目可行性研究报告编制；

2、研究内容要围绕关键科学、技术问题，系统、有机地形成一个整体，写清楚项目要解决的主要技术难点和问题；

3、预期目标描述项目研究的总体目标以及通过项目的研究预期达到的效果。突出创新点，说明项目解决的问题，解决到何种程度、取得的突破、成果等，并分析说明研究完成后发挥的作用和意义（如对经济、社会、公司、电网发展的影响，社会效益与经济效益等）。

（五）进度计划内容及考核目标

1、进度开始时间统一为2017年1月；

2、项目进度计划：将研究计划按研究内容分解，说明每个研究内容的研究起止时间；

3、按照研究内容，确定进度与考核目标，起止日期间隔建议不超过3个月，各研究内容各阶段考核指标内容汇总应涵盖“课题内容和最终成果摘要”中的研究内容和成果的主要技术经济指标的内容。

（六）项目经费

1、预算金额应明确各承担单位经费预算；

2、项目经费预算编制应符合《国家电网公司科技项目预算编制实施细则》等规定。

（七）项目参加人员

1、项目负责人信息应与“项目简表”相一致；

2、专业特长填现从事专业；

3、本项目中分工，要体现项目信息及主要分工；

4、投入工作总月数为本人在项目实施期间参加本项目研究工作的月数，符合公司科技项目管理有关规定。

注：任务书正式打印签订时需将填写说明删除。

项目简表

1.项目名称：10kV配电架空线路故障精确定位系统

2.项目负责人：雷奇（武汉凯迪正大电气有限公司），技术部长

3.项目分类：软科学研究、 技术引进消化吸收 

4. 参加单位：武汉凯迪正大电气有限公司，研究起止年月2017年1月至2018年6月

5.项目金额(万元)：乙方自筹(万元)

一、主要研究内容（要解决的主要技术难点和问题）

1.1主要技术内容

本系统针对配电线路小电流接故障及相间短路故障进行查找和定位的的多功能配电自动化系统，利用电子技术、通讯技术、计算机网络技术，实现配网系统的监测、保护和控制。

在线路发生故障的区段，利用接地故障点巡查装置，精确定位出故障点（≤1m），以便迅速排除故障，恢复供电。

已通过故障诊断系统初步确定的单相接地故障区段，通过测试信号发生装置向故障线路的故障相上发送一个具有一定功率的异频信号，通过手持信号检测装置沿故障线路进行巡检，当采集到线路上的异频信号消失（或出现）的地方即为单相接地故障点。

1.1.1研究单相接地故障

单相接地故障是中低压配网系统中最常见的故障之一，发生接地故障后系统虽可继续带电运行，但由于非故障相对地电压升高，若不及时处理可能会因非故障相绝缘破坏而发展成为相间短路故障。查找接地故障点是一项非常耗费人力和时间的工作，往往因不能及时排除故障而增加停电时间，不能迅速恢复供电，降低供电可靠性。

1.1.2研究相间短路故障

发生相间短路故障时，可以使导线与设备的载流部分产生高热，损坏绝缘，烧毁设备，甚至酿成火灾或造成人身伤害;不对称短路引起的不平衡交变磁场可能干扰附近的其他电气系统的正常工作。并造成停电事故，给国民经济带来损失。

1.1.3研究过载故障

过载故障发生时，断路器将会因线路过载而动作切断电源起到过载保护作用；引起停电。绝缘导线连接部分因为过载发热量增大产生异常高温，加速连接部分周围绝缘导线老化并可能引起火灾或演变成各种短路故障。

1.1.3设计故障定位系统

深入研究以上常见故障的机理，进行充分的理论研究，对故障判断的各种方法进行深入的研究，对故障定点方案做深入探讨。最后给出设计方案。

按照设计方案，研发系统硬件，包括车载电源模块、异频信号发生器、信号注入模块、信号检测模块、相应工器具、信号显示判断模块、主控制器等。研发下位机软件、通讯适配器等。

对系统进行测试，优化，控制系统采用人工智能的模糊算法，强化自学习功能。形成一套工作稳定、效率高、可靠的10KV配电网故障定位系统。

1.2主要技术难点

1.2.110KV配电架空线路的故障现象分析

1.2.210KV配电架空线路的故障原因分析

1.2.3 10KV配电架空线路的故障定位的方法的机理、对策及控制策略的理论研究

1.2.4 10KV配电架空线路的故障定位装置的整体设计

1.2.5 10KV配电架空线路的故障定位装置的制造及调试

二、预期目标及创新点

2.1预期目标

配电线路故障点巡查精确定位系统设备采用二分法原理，可以准确快速定位单相接地故障点位置，不需要全线巡查，适用于地形复杂、线路长、交通不便等区域。可以快速找到故障点位置，缩短了故障处理时间，提高配网供电可靠性。

2.2项目创新点

2.2.1、对10KV配电架空线路的故障机理进行深入的研究，针对不同的故障现象及故障判断策略上给出全面的解决方案。

2.2.2、对10KV配电架空线路故障定位的方法做全面的理论研究，给出全面具体的理论研究方案。

2.3.3、将人工智能模糊控制方式引入对常见故障的故障点判断，系统采用自学习方法，形成不断完善、不断更新的判断控制策略。

2.2.4、设计制造符合10KV配电架空线路故障判断实际需要的低功耗异频信号发生器及注入装置。

2.2.5、设计制造配合上述信号注入装置的、安全可靠的信号检测装置及主控、显示模块，使故障点定位精度≦1m。定位时间比采用其他方法精确定位显著降低，操作判读更加方便。

三、主要技术经济指标

3.1主要经济指标

通过实施本项目，为实现中低压配电网自动化打下了基础，是提高供电质量、用电可靠性和提高电力企业自身综合管理水平的需要。

该系统的应用将极大的缩短故障查找时间，精确定位故障点，有助于快速排除故障，可以有效的提高事件反应能力，迅速隔离故障点，减少事故处理时间和设备停运时间、避免扩大事故，减少停电面积。提高供电可靠性和电力企业经济效率。

可以大幅度提高供电可靠性，提高了管理水平和劳动生产率，减少了运行维护费用和各种损耗，实现了配电网的经济运行。本系统通过建设集中监测系统，辅以相应的管理制度并保障其有效运行，可以使环网柜设备维护和管理工作跃上一个新的信息化台阶，必将产生巨大的社会效益和经济效益。

本系统可以大幅度提高供电可靠性，提高了管理水平和劳动生产率，减少了维修费用和各种物料损耗，实现了配电网的经济运行。极大地缩短故障查找时间，有助于快速排除故障、缩小停电范围、减少停电时间，辅以相应的管理制度并保障其有效运行，可以使配电线路的维护和管理工作跃上一个新的台阶。可以提高电力企业的经济效益。并将产生长远的经济效益。

四、提供的最终成果（含最终成果形式及成果验收标准）

4.1最终成果形式:

4.1.1 成果

针对配电线路单相接地故障及相间短路故障诊断和故障点精确查找的多功能配电自动化系统。传统方法查找故障点困难，费时费力，停电范围大、时间长等问题，配电线路故障点巡查精确定位系统设备采用二分法原理，可以准确快速定位单相接地故障点位置，不需要全线巡查，适用于地形复杂、线路长、交通不便等区域。可以快速找到故障点位置，缩短了故障处理时间，提高配网供电可靠性。

4.1.2 项目最终形成的标准（级别、数量）

研发系统硬件，包括车载电源模块、异频信号发生器、信号注入模块、信号检测模块、相应工器具、信号显示判断模块、主控制器等。研发下位机软件、通讯适配器等。形成zhuanli、论文等。

4.1.3 项目形成的论文（级别、数量、时间）

本项目形成论文1篇，计划2018年6月发表在能源相关期刊

4.1.4 项目形成的zhuanli（级别、数量、时间）

发明zhuanli2项         2018年3月

实用新型zhuanli2项     2018年5月

4.1.5 项目建设过程中的人才培养说明：

在项目进行过程中，根据系统研发进度，编写想项目相关报告及培训材料，制定培训计划，进行3次有针对性的培训，使运行人员、维修人员、巡检人员都能够熟练应用本系统

4.2成果验收标准

按照本任务的“技术经济指标”和“最终成果形式”验收。