国网长子县供电公司 山西长子 046600
【摘要】 配网系统的供电可靠性和电能质量体现了整个电力系统对电力客户供电的能力和质量。地理信息系统GIS作为数字化电网、信息化企业的一个重要技术支撑手段，已经在电力企业得到了迅速的发展。特别是近年来，全国很多地方的供电企业相继开展了电力地理信息系统项目建设，把每一个配网设备都按地理位置的分布进行整理输入和管理展示，为配网设备故障的定位提供了准确可靠的地理信息指导。本文通过对配网特点及其设备发生故障后怎样定位做了详细分析，并提出了一种和GIS系统相结合的解决设备故障定位的方法。
【关键词】配网；故障定位；GIS系统
在整个电网中，配网部门是连结电力客户和电网企业的纽带，其运行管理水平对于整个电网系统的安全、经济和高效运营是非常重要的。因此供电部门必须对于配网故障引发的停电事故能够快速定位、隔离故障，减少停电面积，快速抢修故障，及时恢复故障区域供电，减少停电时间。下面就针对配网特点以及故障进行详细分析，并提出解决方法。
一、配网的主要特点
1、 配电网点多、面广、分散。
配电网处于电力网的末端，它一头连着电力系统的输电网，一头连着电能用户，直接与城乡企事业单位以及千家万户的用电设备和电器相互连接，这就决定了配电网是电力系统中分布面积最广、电力设备数量最多和线路最长的一部分。
2、配电网的配电线路、开关电器和变压器等结合在一起。
一条配电线路从高压配电变电站出来，往往就进入城市的一条街道，配电线路在沿街道延伸的同时，会在电线杆塔上留下一个个杆上变压器、断路器和跌落式熔断器，这些杆上电力元器件和配电线路结合在一起，成为配电网络的一部分。这些杆上电力元器件不仅数量多、位置分散，而且工作环境相当恶劣。
二、常用的配网设备故障定位方法
1、使用重合闸机构和分段器进行配网设备的故障定位。
在射线结构或环网结构开环运行的配网线路的某一段发生设备故障时，当配网线路发现有故障电流时重合闸机构立即自动跳闸，再重合闸动作。如果是瞬时故障，自动重合闸成功，恢复配网线路供电。如果是永久故障，重合闸再次跳开。在重合闸完成预定的重合闸次数后，机构锁定，不再进行重合闸动作，确认是永久故障。分段器通常是与重合闸配合使用。分段器在完成预先设定次数的分合闸操作后闭锁于分闸状态，进而隔离线路设备故障区段。若其他设备及时切除了故障点，导致分段器未完成设定的分合闸操作次数，则分段器保持在合闸状态，在经过设定的一段延时后恢复到预先设置的整定状态。这种方法简单、实用，但对设备要求高，投资大;重合闸机构分断通常会扩大实际的设备故障影响区域，若拒分闸还会进一步扩大设备故障的影响区域;多次重合闸动作还会冲击配网设备，特别是永久性故障的重合闸通常会产生非常大的冲击电流，极有可能会使支线流过负荷极限，导致线路设备被损坏。
2、使用支线终端单元与数据采集和监控系统对配网进行故障定位。
支线终端单元有三种类型:户外柱上、环网柜线和开闭所终端单元。除监控的支线数量不相同外，它们的基本功能都具有遥测、遥信、遥控和检测故障电流值等功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于支线终端单元的配网设备故障定位是通过运算支线终端单元上传的运行数据，根据支线上各开关是否流过故障电流来判断射线状网、树状网和开环运行环网的故障区域，实现故障定位。作为图论中的树的配网线路，在电源点到设备故障点的连接分支上的支点都会流过故障电流，因此在电源一侧最后一个流过故障电流的支点到第一个没流过故障电流的支点之间就是设备故障区域。安装支线终端单元，并设置过流电流值，就是为了检查支线支点是否过流。在环网配网线路发生短路故障时，各个电源点的电流都要流向设备故障点，所以还应判别该支点的故障电流功率方向。基于支线终端单元的故障定位能一次性准确定位并隔离设备故障，避免了重合闸机构需进行多次重合闸动作才能判断故障点的这种缺点。在实际应用中，由于支线终端单元的造价和通信费用高昂，一般只在配网的重要支点上才安装支线终端单元。
3、使用供电部门95598系统的电话故障报修信息确定设备故障点。
现在国家电网公司设立全国统一95598热线系统，通过该系统获取客户电话故障报修信息来进行配网故障定位已经成为一个准确定位故障点的方法。作为数据采集和监控系统来进行配网设备故障定位的一种辅助和补充，从而实现快速定位和隔离配网故障。95598热线系统不仅可解答停电原因和恢复供电时间等问题，还可以通过获取用户故障投诉电话信息定位故障的大致位置。在配网故障定位中，这些方法已经在实际系统中得到了很好的应用，为供电企业抢修队伍的故障判断作出了卓有成效的贡献。
结合GIS系统准确定位故障点的地理位置
近几年，供电部门引进了GIS系统，主要是对配网的所有设备按其实际的地理位置坐标进行输入和管理。基于GIS技术的配网故障定位地理信息系统，有两类数据库组成:一是具有空间属性信息空间数据组成空间数据库，一是具有设备属性信息的数据组成设备属性数据库。空间数据库描述GIS地理信息的空间位置信息，像:隔离刀闸、联络开关、隔断器、馈线、变压器的位置信息等。数据用来说明地图上设备的一些运行、关联及附属信息。在属性数据库的支持下，地图上的设备是具有实际意义的设备。逻辑运算和地理拓扑分析，地理统计等都是通过属性数据库和图形数据库的结合来实现的，而属性数据是通过相应的图素编号和图形建立联系的。GIS数据库不仅有与一般数据库数据性质相似的地理要素的属性数据，还有大量的空间数据，即描述地理要素空间分布位置的数据。在空间数据库建设中，系统基础地图是通过航拍的电子地图，电力配电网图是通过GPS采集仪采集设备经纬度数据，导入采集数据生成配电GIS图。系统需要的数据包括两类:一类是空间数据:另一类信息是属性特征数据。空间数据创建流程如下: 对于空间矢量数据，数据库的逻辑层次是:数据库一逻辑图层一物理图层一空间实体，在GIS系统中，图是分层显示的，并且对同层中不同的对象可以根据用户的需要设定特殊的图形符号来表示。各个图层进行透明叠加，最后再把几何网络加在所有图层的上方。这样在进行拓扑操作的时候就很方便明确，经过一些背景颜色的设置和图层的关联，用户感觉不到拓扑的存在。这样不但解决了GIS平台的拓扑不能进行电力高级分析的问题，同时使用户操作起来更方便、直观。系统利用GIS优秀的空间管理和空间定位功能，结合配网采集到的各类故障数据，进行故障判断量算分析后，准确及时判断故障位置、故障区域，并在地图上及时展示。给工作人员提供了可视化的查询决策环境。对配网线路运行状态的全方位检测，大大提高了线路运行水平，实现了对配网的快捷控制和有效管理。
三、结束语：
电力系统中的配网部分电力设施发生故障时，会引起一定供电区域的非正常停电，将直接影响相关工、商业和居民的的正常生产生活。当电力系统越来越走向市场，用户对供电的可靠性、连续性的要求越来越高。然而电力系统发生某种故障是不可避免的，这就要求供电部门能够快速定位故障以及快速消除故障，确保系统安全稳定运行，增强供电的可靠性和连续性。为了快速地实现配电网络的故障定位和故障类型识别，拥有一个相对准确的配电网故障诊断和地理定位系统就变的十分迫切。
论文作者:陈玉昆
论文发表刊物:《科技中国》2016年11期
论文发表时间:2017/1/5
标签：故障论文; 设备论文; 支线论文; 数据论文; 终端论文; 系统论文; 电流论文; 《科技中国》2016年11期论文;