秦婷，李聰睿，李烽

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司，江蘇 南通 226001）

0 引言

配電網(wǎng)直面客戶，一旦配網(wǎng)故障停電會(huì)直接影響供電可靠性[1]。如何快速確定停電范圍，鎖定故障點(diǎn)是提升供電可靠性的關(guān)鍵。

1 快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然在供電系統(tǒng)中普遍開(kāi)始配置使用配網(wǎng)故障快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)，但它的應(yīng)用效果不理想，存在諸多問(wèn)題，具體問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.1 重復(fù)報(bào)障，存在無(wú)效報(bào)障堆積

投入使用快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)后，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，供電系統(tǒng)中的客戶服務(wù)中心、供電所都會(huì)收到客戶報(bào)障信息。但是目前很多供電單位沒(méi)有設(shè)計(jì)完善的信息篩選過(guò)濾功能，面對(duì)數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)信息，沒(méi)有科學(xué)有效的手段進(jìn)行處理，從而導(dǎo)致供電系統(tǒng)中出現(xiàn)重復(fù)報(bào)障現(xiàn)象，同時(shí)又出現(xiàn)大量無(wú)效報(bào)障信息在后臺(tái)堆積，線路搶修人員收到數(shù)量巨大的無(wú)效工單，不僅增加了搶修人員的工作量，而且工作效率低，搶修復(fù)電效果差。

1.2 自動(dòng)化水平低，故障查找時(shí)間長(zhǎng)

雖然投入使用了快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)，但是很多系統(tǒng)的自動(dòng)化水平相對(duì)偏低，故障點(diǎn)的查詢目前仍然依賴人工完成。系統(tǒng)在使用運(yùn)行的過(guò)程中不能直接利用計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)輔助排查供電系統(tǒng)中存在的故障[2]。在實(shí)際工作中需要消耗大量的時(shí)間來(lái)完成故障判斷和故障點(diǎn)定位，特殊情況下，仍然需要結(jié)合線下巡視才能準(zhǔn)確完成故障點(diǎn)的定位，不僅需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且容易造成故障處理時(shí)間的延誤，影響客戶正常用電。

1.3 各部門溝通效率低

供電系統(tǒng)中線路故障的處理及信息的反饋需要配網(wǎng)調(diào)控班、配網(wǎng)搶修班以及配電班等多個(gè)班組和部門的共同參與，在實(shí)際工作中部門間的溝通更多的通過(guò)電話完成，現(xiàn)場(chǎng)搶修進(jìn)度信息不能及時(shí)準(zhǔn)確的反饋到供電服務(wù)指揮中心。配網(wǎng)調(diào)控班不能有效監(jiān)控?fù)屝捱^(guò)程、通報(bào)搶修進(jìn)度。同時(shí)由于缺乏相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控手段，配網(wǎng)搶修班或者服務(wù)指揮班對(duì)現(xiàn)場(chǎng)搶修情況不了解，也就無(wú)法及時(shí)回復(fù)客戶詢問(wèn)的細(xì)節(jié)問(wèn)題，容易影響到客戶的滿意程度。

2 配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端故障定位技術(shù)

2.1 配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端功能

公用配電變壓器綜合監(jiān)測(cè)終端就是配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端，也是實(shí)現(xiàn)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量及故障定位技術(shù)的主要設(shè)備。利用該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于供電系統(tǒng)中配變側(cè)各類電能信息的采集，采集監(jiān)測(cè)的內(nèi)容主要包括電能量數(shù)據(jù)信息、電能質(zhì)量以及配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可完成對(duì)采集數(shù)據(jù)信息的管理和遠(yuǎn)程傳輸[3]。目前在行業(yè)內(nèi)使用的配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端主要具備分相交流電壓、電流測(cè)量以及遠(yuǎn)程召測(cè)數(shù)據(jù)等功能，而且能夠完成對(duì)于終端記錄電能表或終端本身所產(chǎn)生的重要事件的召測(cè)。如表1所示為某供電所利用配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端設(shè)備對(duì)該終端運(yùn)行中產(chǎn)生的電壓、電流等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行召測(cè)的結(jié)果。

表1 召測(cè)終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

2.2 配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端故障定位技術(shù)

快速?gòu)?fù)電功能的實(shí)現(xiàn)必須以精準(zhǔn)的配網(wǎng)故障定位為基礎(chǔ)，而故障定位技術(shù)需要依靠配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端的監(jiān)測(cè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。將配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)相結(jié)合，系統(tǒng)終端獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享整合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于供電系統(tǒng)中停電故障的的監(jiān)控與分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于停電故障的精準(zhǔn)快速定位，進(jìn)一步縮短供電停電的故障時(shí)間，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。

目前故障定位的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種，其一是自動(dòng)故障定位方式，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)分析配網(wǎng)自動(dòng)化故障信息以及配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端的失壓信號(hào)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障位置的自動(dòng)定位，其基本流程如圖1所示。其二是結(jié)合客戶提供的報(bào)障信息來(lái)實(shí)現(xiàn)故障定位，客服中心收到用戶報(bào)障信息后，結(jié)合供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中基本的GIS的“線-變-戶”拓?fù)潢P(guān)系，以及配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端和配網(wǎng)自動(dòng)化開(kāi)關(guān)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)能夠快速確定出現(xiàn)故障的用戶所屬的供電線路，然后再利用終端檢查報(bào)障點(diǎn)所在的10kV線路中各個(gè)變壓器中的測(cè)量點(diǎn)參數(shù)信息，實(shí)時(shí)獲取變壓器的運(yùn)行情況，進(jìn)而確定故障的具體位置。以某區(qū)域內(nèi)兩條拉手線路為例，兩條線路公用配電站G01開(kāi)關(guān)，而且安裝有故障指示器，如果在運(yùn)行過(guò)程中饋線某段發(fā)生故障，與之配備相關(guān)的故障指示器會(huì)向配網(wǎng)主站上傳告警信息，同時(shí)結(jié)合在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中收集到的開(kāi)關(guān)故障分閘信號(hào)和保護(hù)信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于停電事件的判斷同時(shí)精準(zhǔn)迅速的完成故障點(diǎn)的定位[4]。

圖1 自動(dòng)定位故障流程圖

2.3 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值

從前文的分析可知，在快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)的使用過(guò)程中普遍存在報(bào)障重復(fù)多、無(wú)效報(bào)障堆積以及自動(dòng)化水平低以及現(xiàn)場(chǎng)搶修進(jìn)度信息反饋滯后等問(wèn)題，配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端故障定位技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效解決相關(guān)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)供電線路故障的快速響應(yīng)和及時(shí)定位，以更快的速度實(shí)現(xiàn)故障復(fù)電。

首先，配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中監(jiān)測(cè)獲取的信息可以作為客戶服務(wù)人員判斷故障范圍的依據(jù)，而且可以結(jié)合用戶提供的報(bào)障信息，對(duì)出現(xiàn)故障的基本范圍進(jìn)行預(yù)知并及時(shí)答復(fù)客戶提出的報(bào)障請(qǐng)求[5]。其次，該系統(tǒng)可以幫助復(fù)電搶修人員準(zhǔn)確快速的判斷出現(xiàn)故障的地點(diǎn)，有利于搶修人員在工作中縮短巡線和故障修復(fù)時(shí)間。除此之外，該系統(tǒng)可以與配電自動(dòng)化系統(tǒng)相配合對(duì)系統(tǒng)中的故障情況進(jìn)行驗(yàn)正，同時(shí)可以對(duì)特殊故障進(jìn)行補(bǔ)充和判斷。比如在某些特殊的10kV線路運(yùn)行中如果出現(xiàn)跳線、斷線故障，但是沒(méi)有出現(xiàn)相間斷路或單相接地，配電自動(dòng)化設(shè)備無(wú)法正確動(dòng)作發(fā)揮作用，這種情況下可以參照系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)計(jì)量終端中的實(shí)時(shí)在線信息，從而對(duì)跳線、斷線的位置范圍進(jìn)行快速判斷，故障查找時(shí)間也能有效得到縮短。

3 快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在供電系統(tǒng)中使用的配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)主要包括前端界面程序和后臺(tái)分析程序兩部分。其中前端界面程序的主要作用是用戶客戶保障信息的登記、低壓停電事件的管理以及故障范圍的單線圖監(jiān)視和停電用戶信息的查詢等。其基本設(shè)計(jì)是采用B/S架構(gòu)。而配變終端實(shí)時(shí)信息、電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)故障信息的獲取主要是通過(guò)后臺(tái)分析程序?qū)崿F(xiàn)，而且可以利用后臺(tái)程序?qū)Φ蛪汗收鲜录M(jìn)行實(shí)時(shí)分析判斷，從而確定發(fā)生故障的位置。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

由于配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，因此基于跨平臺(tái)技術(shù)采用多層體系應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)基本的系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)，可以支持在各主流服務(wù)器操作系統(tǒng)中部署應(yīng)用系統(tǒng)。其中系統(tǒng)采用Unix服務(wù)器操作系統(tǒng)和tomcatWEB發(fā)布平臺(tái)，在運(yùn)行中系統(tǒng)可靠性更強(qiáng)，而在前臺(tái)客戶端則應(yīng)用Windows平臺(tái)，方便客戶進(jìn)行操作使用。技術(shù)架構(gòu)主要包括人機(jī)交互層、分析決策層、基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)支持層和IT基礎(chǔ)設(shè)施層，基本的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.3.1 數(shù)據(jù)接口功能設(shè)計(jì)

配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)各種功能必須基于各種數(shù)據(jù)信息的獲取，因此需要設(shè)計(jì)各種數(shù)據(jù)接口，這些數(shù)據(jù)接口與不同的設(shè)備相連接，從而完成對(duì)從配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以及計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)信息的功能，需要獲取的信息主要包括配網(wǎng)模型信息、饋線單線圖信息、配網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、配網(wǎng)故障信息、電網(wǎng)模型信息、10kV出線故障信息、電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、配變電流信息、配變電壓信息以及配變功率信息等相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.3.2 低壓故障事件管理功能設(shè)計(jì)

配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)建設(shè)的核心是低壓故障事件管理。這一功能的設(shè)計(jì)主要通過(guò)兩方面完成，其一是利用電網(wǎng)故障信息自動(dòng)判斷低壓停電事件，其二是利用用戶停電保障的登記信心補(bǔ)充低壓停電事件的判斷。目前在配網(wǎng)中常見(jiàn)的低壓故障事件管理功能主要包含客戶的報(bào)障、配網(wǎng)故障的自動(dòng)判斷以及配網(wǎng)內(nèi)失壓范圍的分析。

3.3.3 故障圖形定位功能設(shè)計(jì)

基于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的單線圖可以實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)圖形定位功能，在配網(wǎng)運(yùn)行中可以采用在單線圖上拓?fù)渲姆椒▽⑼ｋ妳^(qū)域顯示出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障點(diǎn)的定位和展現(xiàn)，相關(guān)人員就可以直觀快速的確定出現(xiàn)故障的位置。

3.3.4 快速?gòu)?fù)電功能設(shè)計(jì)

快速?gòu)?fù)電模塊主要包括兩個(gè)功能，其一是短信通知功能：一旦在運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)發(fā)生故障，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)通過(guò)短信將故障相關(guān)信息發(fā)送給搶修人員，搶修人員能夠第一時(shí)間獲取故障信息，提高系統(tǒng)的搶修效率。而且客服中心的客服人員在收到用戶的報(bào)障信息，也可以將故障信息、地點(diǎn)以及轉(zhuǎn)供恢復(fù)信息等發(fā)送指定的搶修人員，搶修人員就可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況快速?gòu)?fù)電。其二是轉(zhuǎn)供路徑搜索功能，如果系統(tǒng)運(yùn)行中監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)失壓配變問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢索轉(zhuǎn)供路徑，為實(shí)現(xiàn)供電作業(yè)的轉(zhuǎn)供提供相應(yīng)的策略提示，而且會(huì)通過(guò)圖形展現(xiàn)的方式提示操作人員需要操作的開(kāi)關(guān)。

3.4 實(shí)用性分析

在某供電分局的供電線路試運(yùn)行配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)取得較為理想的效果。以某日系統(tǒng)數(shù)據(jù)為例，某用電用戶反映在早上7時(shí)20分左右出現(xiàn)停電，工作人員接收大報(bào)障后，將用戶相關(guān)信息錄入系統(tǒng)，識(shí)別出用戶所在的供電線以及公用配電站配變，同時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)在當(dāng)天07時(shí)21分51秒有停電告警信息上送，由此判斷該處變壓器出現(xiàn)停電故障，而且臨近變壓器未出現(xiàn)運(yùn)行異常情況，由此將停電故障發(fā)生的范圍鎖定在該變壓器所在的分段。整個(gè)定位復(fù)電過(guò)程，只需錄入用戶報(bào)障信息即，查找故障點(diǎn)所需時(shí)間大大縮短，供電可靠性明顯提升。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文分析可知，配網(wǎng)故障定位分析快速?gòu)?fù)電系統(tǒng)方便實(shí)用，能夠提高供電可靠性，縮短停電時(shí)間，在配網(wǎng)中應(yīng)用這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，未來(lái)需要進(jìn)一步推廣配網(wǎng)自動(dòng)化的快速?gòu)?fù)電技術(shù)，更好地保障配網(wǎng)的可靠運(yùn)行。