配网故障定位系统的研究与拓展应用 电工电气（２０１５ Ｎｏ．５） 》产品与应用 々● ’ ≯ ≈‘ｔ： ｔ 、 ～～一∞ 配网故障定位系统的研究与拓展应用 孟新国 （国网宁夏电力公司吴忠供电公司，宁夏吴忠７５１１ ００） 摘要： 对配网故障定位系统进行了研究，以某供电公司应急指挥中心为例，统一整合内、外网 信息资源，拓展配网故障定位系统功能，将电网ＧＩＳ、视频监控等多项配电网先进技术引入故障抢修 工作，实行了前台实时指挥监控人员、车辆、故障抢修物资后台的统一调配，全面开展１０ ｋＶ及其以 下配电线路、设备的故障抢修工作，缩短了故障点查找时间，提高了故障抢修效率。 关键词：配网；故障定位；拓展应用 中图分类号：ＴＭ７ｌ１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７—３１７５（２０１５）０５—００３３—０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆａｕｌｔ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＭＥＮＧ Ｘｉｎ－ｇｕｏ （ＷｕｚｈｏｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙｏｆＮｉｎｇｘｉａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄ，Ｗｕｚｈｏｎｇ ７５１１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃｏｍｍａｎｄ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｏｍｐａｎｙ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｕｎｉｉｅｄ ｔｆｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｉｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｅｘｐａｎｄｅｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｇａｓ ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ（ＧＩＳ），ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒ－ ｉｎｇ ｅｔｃ ｍｕｌｔｉｔｅｒｍ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｖｅｒｈａｕｌ，ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ， ｃａｒ ａｎｄ ｆａｕｌｔ ｏｖｅｒｈａｕｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｕｎｉｆｉｅｄ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ．Ｎｏｔ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １ ０ ｋＶ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｆａｕｌｔ ｏｖｅｒｈａｕｌ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｓｅａｒｃｈ ｔｉｍｅ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｔｏ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｏｖｅｒｈａｕ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ；ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 近年来，随着社会经济的快速发展进步，人民 群众对供电服务的需求特别是供电可靠性的要求越 来越高，如何减少供电线路停电时间，特别是故障 抢修时间，就成了供电部门工作的重点。然而面对 与拓展应用。 １配电网故障问题分析 １．１故障抢修工作开展被动 传统的配电网故障抢修工作均以９５５９８供电报 修服务远程工作站为平台，以地市供电公司调度 为技术支持，在通过上述两个部门获取信息后，结 合设备运行情况进行分析和讨论，并最终确定故障 配网设备点多线长面广的现状，抢修效率低等问题 依旧严重，如遇配电设备发生故障，往往都是通过 用电客户拨打９５５９８供电报修服务热线后获得抢修 指令，造成配网线路及配电变压器故障现象发生后 抢修速度慢恢复供电时间长。如遇较长配网线路发 生故障，采用人工试拉法和传统故障寻址器查找故 障点时间较长，影响用户正常用电。遇偏远地区线 路发生单相接地等故障，２ ｈ内未能处理完毕的故 抢修重点，工作总是处于等待状态，常常被用户的 不完整信息牵着鼻子走，抢修过程中处置思路模 糊，抢修方案内容与故障实际有偏差，抢修物资材 料准备不足等问题经常发生。 障时有发生，造成停电范围大停电时间长，抢修工 作难度加大，直接影响供电优质服务工作。本文以 吴忠地区为例，对配网故障定位系统进行分析研究 １．２故障查找时间长 以吴忠地区２０１２年４月份立新变５１８车站线和 南山变５１５银盘线抢修超时调查为例，发现故障 作者简介：孟新国（１９７５－），男，工程师，本科，从事配电及营销管理工作。 一３３— 电工电气 （２０１５ Ｎｏ．５） 配网故障定位系统的砚究ｓ拓展应用 抢修过程中故障查找时间较长，分别为１４３ ｍｉｎ和 障点就需要６人和３辆车，由此造成抢修资源的浪费 １３５ ｍｉｎ，超出调度规程规定单相接地允许运行２ ｈ 很严重。经过以上问题剖析可知，在配电网故障抢 要求，最终致使该线路全停，给供电优质服务带来 修工作中由于故障查找技术不足，极大地影响配网 极大的被动，暴露出配网线路故障查找技术不足。 抢修工作效率。 目前，配电网故障常规的查找方法有人工查找 和故障寻址器查找两种。 ２配网故障定位系统的研究应用 １．２．１人工查找 通过人工（或调度，以下同）依次拉闸，依靠变 配网故障定位系统分别由ｌ０ ｋＶ线路故障定位 电站出线，通过调度获取接地相信息，将线路尽可能 系统和配电变压器故障定位系统两部分组成。 分段，然后逐级试合送电，与调度互动配合，有零 ２．１ １０ ｋＶ线路故障定位系统 序电压报警时该段为故障区段。示意图如图ｌ所示。 ２．１．１检测方法对比选择 为有效解决故障查找技术不足问题，经深入分 析发现传统故障寻址器误动率高、管控线路长、人 工获取故障段信息时间长是问题的主要症结。针对 问题症结，对市场上普遍采用的故障定位检测方法 图１人工查找示意图 进行了对比调查，结合自身实际选择了误动率小于 １．２．２故障寻址器查找 ５％、具有专用通信方式且有源主动检测的不对称电 当发生单相接地故障时，故障寻址器通过翻牌 流源法。 （即显示红色），来确定故障分支段，进而缩小故障 ２．１．２故障定位系统基本组成及关键技术 范围，巡视人员需通过逐级寻找翻牌的故障指示 不对称电流源法形成的故障定位系统包括故障 器，进而确定具体的故障段。示意图如图２所示。 寻址器、数据转发站、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ中心站、故障定位 主站软件、发生单相接地故障时用于产生特征信号 （幅值为５～５０ Ａ、频率为５０ Ｈｚ，正弦半波）的不对 称电流源设备。不对称电流源由Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３三个真 空开关及高压二极管和限流电阻组成，三个真空开 ●一故障指示。一正常指示 一故障点 关分别接线路的Ａ、Ｂ、Ｃ三相。当线路上的某处发 图２故障寻址器查找示意图 生接地故障时，开关依次试合，当检测到故障相 １．３抢修耗费资源多 时，故障线路通过二极管、高阻及大地形成一个回 采用传统的故障寻址器法查找故障点除用时长 路，故障寻址器检测到触发信号时翻牌，指示故障 以外，同时也造成了资源的浪费，以立新变５１８车 相并向监控主站发送故障信息。１０ ｋＶ线路故障定 站线和南山变５１５银盘线接地故障为例，仅查找故 位系统原理及组成示意图如图３所示。 ｏ一电线杆ＦＩ一显示装置ＤＴ一数据传递 图３ １０ ｋＶ线路故障定位系统原理及组成示意图 ——３４—— 配网故障定位系统的研究与拓展应用 电工电气（２０１５ Ｎｏ．５） ２．１．３安装原则 １）线路主干线、分支线每个故障寻址器的安装 距离必须小于或等于３ ｋｍ； 变压器故障定位器都安装有一张中国移动的ＧＳＭ手 机卡，当配电网１０ ｋＶ线路发生接地、短路等故障 或配电变压器台区内发生各类故障时，可第一时间 ２）故障寻址器必须安装在开关负荷侧，不能安 自动将故障段监测信息通过ＧＳＭ网络以手机短信形 式发送至系统设定的前台值班、线路运维和管理人 装在开关的电源侧； ３）故障多发地可适当增加故障寻址器的安装。 自２０１２年４月份以来，国网吴忠供电公司青铜 峡市供电公司先后在管辖９条１０ ｋＶ线路上安装了 员手机上，实现了对所辖１０ ｋＶ配电线路短路、单相 接地和变压器台区内故障的精确检测和报警，便于 线路运维人员查询和处理故障，有效缩短了１０ ｋＶ 故障定位系统。其中后台软件ｌ套，通信前置机１ 台，不对称电流源５台，数据转发站１１０只，故障指 示器６３３只，共计使用中国移动ＳＩＭ卡１１７张，投入 资金４５．９６万元。 ２．１．４应用效果 自２０ｌ２年４月份以来发生８１次故障，其中短路 ５８次，接地２３次，短路故障检测准确率达１００％；单 相接地故障检测准确率为９５．６５％（２０１３年７月２１日立 新变５ｌ５广武线曾出现避雷器高阻缓慢发展至接地 故障，由于缓慢发展超过１ Ｓ，超出不对称电流源 法信号发送的条件，因此不对称电流源法未发送信 号，造成故障寻址器拒动，后经厂家和专业技术人 员调整，不论发生任何故障，只要故障相电压降至 正常情况的１５％以下，不对称电流源法就发送特征 信号）。安装ｌ０ ｋＶ故障定位系统后，发现故障点可 缩短至ｌ０ ｋＶ配电线路２～３ ｋｍ范围，累计８１次故障 抢修用时总计１９２．０６ ｈ，较常规抢修５１７．６８ ｈ，减 少了３２５．０６ ｈ。 ２．２配电变压器故障定位系统的研究应用 在解决了１０ ｋＶ线路故障查询时间长问题后，发 现近年来配电变压器故障日益增多且影响用户优质 服务工作。２０１２年９月，国网吴忠供电公司青铜峡 市供电公司引进安装了配电变压器故障定位系统，该 系统通过采集变压器输出端电压变化、变压器位移 变化、变压器震动强度、变压器倾斜变化、计量箱 开启变化等相关数据，根据数值的异常变化量及检 测、分析后同时向管理人手机（故障定位分析管理 平台）发出相对应的中文短信，及时准确告知管理 人配电变压器的故障类型、类别、发生时间，实现 了故障定位与防盗报警功能两同步。截至目前，该 系统共发出报警信息５６条（除模拟试验以外），均准 确无误，７套设备运行均正常。 ２．３配网故障定位系统的功能 系统中的每一台１０ ｋＶ线路故障定位器和配电 线路设备故障的查找时间。 ３系统的拓展应用 ３．１整合信息系统 为充分发挥配网故障定位系统的功能优势，国 网吴忠供电公司青铜峡市供电公司在已经建成的视 频应急指挥中心的基础上，将各类信息系统统一整 合到应急指挥中心。为避免出现多系统不同平台应 用，积极协调相关技术部门，通过对配网故障定位 系统升级和数据库调整，实行了１０ ｋＶ线路故障定 位系统与配电变压器故障定位系统的整合，实现配 网线路故障定位、配电变压器故障定位、应急指挥 中心“三同一”，即同一ｗｅｂ界面浏览、同一后台 数据模型（线路图）、同一报警方式。为进一步发挥 应急指挥中心的作用，又将国家电网公司信息内 网系统（ＳＧ１８６系统、ＰＭＳ系统、电网ＧＩＳ系统、０Ａ系 统、公司视频监控系统、农网综合线损管理系统等 ｌ６个系统）和外网系统（配网故障定位系统、配网无 功优化系统、车务通ＧＰＳ车辆定位管理系统、车辆 和单兵视频监控系统）进行整合，实行了信息资源 共享。整合前，每套系统都处于各自独立使用状 态，不能实现信息资源共享。 ３．２成立客户服务调度中心 国网吴忠供电公司青铜峡市供电公司及时成立 了客户服务调度中心，在应急指挥中心设立前台值 班，将所属运行班组和供电所的应急抢修分队进行 整合，进行人员、车辆和应急抢修物资材料的集中 管理，优化抢修资源。并将１０ ｋＶ及以下配电网线 路、设备的抢修调配工作全部划归新成立的客户服 务调度中心管理，建立具有统一指挥、统一调配、统 一联动等功能的一体化故障抢修服务平台。 ３．３深化运用电网ＧＩＳ系统 充分应用客户服务调度中心内网系统和外网系 一３５— 电工电．＿【（２０１５ Ｎｏ．５） 统的信息资源共享功能，为生产一线抢修服务人员 提供信息支持。通过电网ＧＩＳ系统将公司所辖电力 配网故障定位系统的研究ｓ托展应用 网吴忠供电公司青铜峡市供电公司首次创新将电 网ＧＩＳ系统、视频监控系统、车务通ＧＰＳ车辆定位管 设备、变电站、输配电线路、电力用户与电力负荷 和生产管理等核心业务数据接入客户服务调度中心 指挥前台。实现对所辖电力设备、配电网线路有关 理系统等多项配电网先进技术引入了实际１Ｏ ｋＶ线 路故障抢修工作。首先实现了ｉ０ ｋＶ配电网故障抢 修、调配管控、客户服务等资源的集约化管理，将 数据、卫星地图、技术资料的可视化查询。如某处 １０ ｋＶ线路发生故障，客户服务调度中心前台值班 过去根本无法远程看到的现场抢修过程，实时上传 到客户服务调度中心前台值班的监控屏上，真正实 现了客户服务调度中心指挥前台“看着干”，以及 抢修现场安全措施、安全布防、抢修人员和物资材 料调配的后台指挥和实施监控。配网故障定位系统 的拓展应用彻底实现了由传统故障抢修服务的“被 人员可及时向抢修人员提供配电网线路、变压器方 位和设备运行数据以及车辆最佳抢修行驶路线。 ３．４完善视频监控系统，实时监控抢修现场 视频监控系统由车载视频、单兵视频和内网供 电所视频三部分组成，均可实现２４ ｈ视频录像。车 载、单兵视频监控终端使用联通３Ｇ无线通信，客户 服务调度中心前台值班人员可以采用远程遥控方 式，获取车辆、人员、现场设备的实时画面。内网 动等待”转为“主动出击”的一次重大突破，以 最快、最有效地方式进行ｉ０ ｋＶ配电网故障抢修处 理。提高了抢修现场、车辆、人员安全质量的管控 能力，做到了故障抢修的 陕、准、细、实”。实 供电所视频监控系统可以对营业厅、会议室及院内 设施进行实施监控。客户服务调度中心前台值班人 员可通过车载视频、单兵视频和内网供电所视频实 现对抢修现场作业人员、线路设备和供电所营业场 所全方位的监控管理。 现了前台的统一指挥调度，后台的统一监控联动，有 效整合利用了抢修资源，改进了抢修管理模式，大 大提高了配电网故障抢修工作效率，有力地提升了 供电优质服务水平。 ３．５建立车务通定位监控系统 ５结语 配网故障定位系统的研究和拓展应用，能够有 效地将故障点圈定在ｌＯ ｋＶ配电线路２～３ ｋｍ范围以 内，大大地缩短了１０ ｋＶ配电网线路和配电变压器 故障点巡视查找时间，有效降低了抢修人员巡视查 客户服务调度中心前台值班人员通过ＧＰＳ卫星 定位系统接收车辆定位信息，及时准确地查询抢 修车辆行驶轨迹，跟踪车辆位置。同时可以根据抢 修现场的具体情况，进行车辆及抢修物资材料的调 配，提高抢修物资材料供应速度和相互配合的工作 能力，避免由于路线不熟难以快速准确到达故障现 场的现象，减少了故障点查找时间，提高了故障 抢修工作效率，也有效降低了车辆油耗和运行成 本。该系统的拓展应用也加强了交通安全管理及车 找故障点的劳动强度。这种模式与传统的全线查找 故障点抢修相比，发现故障点的时间以及１０ ｋＶ配 电线路和配电变压器台区故障恢复送电时间平均 缩短了２／３，大幅缩短了单次故障抢修时间。配网 辆资源的合理调配，有效防止了车辆超速、擅自驶 出营业辖区和８ ｈ以外违规用车等违纪苗头和安全 隐患的发生。 故障定位系统的研究和拓展应用也加强了故障抢 修人员和车辆的安全管理，实现多种信息资源共 享，能够及时恢复故障线路供电，有效减少了用 电客户的服务投诉，提高了供电企业的经济效益 ４取得效果 通过配网故障定位系统的研究和拓展应用，国 和社会效益。 收稿日期：２０１５一Ｏ卜２９ 发扬创新求实精神 勇攀科学技术高峰 一３６—