基于故障定位的10?kV配电网运维管理工作探究

陈少锋

[摘    要]随着用户用电需求的不断提升，如何实现10 kV配电网故障快速定位及处理，减少故障停电时间已成为配电网运维管理的重

中之重。本研究从GIS技术出发，分析基于故障定位的10 kV配电网运维管理系统设计要点及系统框架。在某项目数据基础上，深入挖掘GIS故障定位系统在10 kV配电网运维管理中的运行模式及经济效益，望在一定程度上推动智能配电网建设和发展。

[关键词]10 kV配电网;故障定位;系统设计;应用效益

[中图分类号]TM732 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–0–02

Research on Operation and Maintenance Management of

10 kV Distribution Network Based on Fault Location

Chen Shao-feng

[Abstract]With the increasing demand for electricity， how to realize the rapid fault location and treatment of 10 kV distribution network and reduce the outage time has become the top priority of distribution network operation and maintenance management. Starting from GIS technology， this paper analyzes the design points and system framework of 10 kV distribution network operation and maintenance management system based on fault location. Based on the data of a certain project， the operation mode and economic benefits of GIS fault location system in the operation and maintenance management of 10 kV distribution network are deeply explored， hoping to promote the construction and development of intelligent distribution network to a certain extent.

[Keywords]10 kV distribution network;fault location; system design; application benefit

地理信息系统（Geographic Information System）可以对空间数据集中采集、分析和处理，实现准确地理定位。在10 kV配电网运行过程中，受安装环境、地理位置等影响，很难实现配电网故障点的人工定位。而基于GIS的故障定位系統可以快速检测故障信号并将其传输到系统中，准确、可靠地显示故障信息，大幅缩短了故障点排查时间，减少了不必要的资金和资源投入，应用效益非常显著。

1 基于故障定位的10 kV配电网管理系统设计

1.1 设计要点

为进一步提升10 kV配电网运维管理的安全性、经济性和有效性，在故障定位过程中应利用GIS技术和故障检测技术形成智能化故障定位系统，实现地理信息、定位数据及监测结果高效化分析和可视化展示。

（1）全面化采集。采集、存储和维护日常地理位置数据，采用不同渠道对位置信息进行校对;进行完整线路编号及处理，将10 kV配电网中的设备、线路录入系统，使其能够被正常查询、维护等。

（2）智能化处理。对系统中的异常数据进行分析，进行故障预警;出现故障问题后快速定位，确定最优停电方案、供电电源、供电区域、倒闸操作、挂牌操作及最佳巡检路径等。

（3）可视化显示。将设备、线路、地理位置、运行状态等信息以可视化图形或文字形式显示在界面中;故障检测及定位后，以图像或声光报警等形式显示在可视化界面中，保证运维管理工作有效开展。

1.2 系统框架

基于GIS故障定位的10 kV配电网运维管理系统构建时从GIS中心、处理单元和信息终端三部分，由GIS故障检测装置采集各节点检测信号，将其传输到系统，实现故障点的定位;同时WEB服务器、图形工作站、Oracle数据库实现故障显示和决策辅助，形成完整的C/S+B/S混合架构。如图1所示。

（1）前端采集单元。与10 kV配电网现场设备、线路等连接，对容易出现故障的区域进行实时监测和数据采集，通过集中抄表、自动监测、SCADA等形成配电网数据包，为故障定位提供可靠数据来源。

（2）数据处理单元。依照10 kV配电网运行中的各项数据形成构建相应的数据库分类，分别存储对应数据内容，为10 kV配电网GIS故障快速定位工作的开展提供有效数据支撑。

（3）运维管理单元。该单元主要是对GIS服务模块的拓展，通过可视化显示、数据分析、运行管理、用户管理、辅助决策等对配电网整体运行状况进行调控，保证故障发生后能够第一时间生成可视化定位信息，为现场抢修提供简单有效的决策依据，其具体功能见表1。

2 故障定位在10 kV配电网运维管理工作中的应用

本次研究过程中主要以广东省某农村10 kV配电网运维管理工作为例，对基于GIS故障定位系统的应用效益进行研究，关键内容如下。

2.1 项目概况

广东省某农村10 kV配电网于2006年建成并投入使用，负责区域内1 182户居民用电。由于运行环境较为复杂，投入使用年限较长，该10 kV配电网老化现象严重，设备线路故障频发，严重影响了居民用电的安全性、可靠性和稳定性。

调查数据显示：仅2018年广东省某农村10 kV配电网就出现设备故障549起，其中严重配电事故8起，平均故障停电时间达到1.42h，配电网可靠性指标远低于国家规定标准。

2.2 运行模式

为解决上述问题，从2019年起该配电网开始对故障定位方法进行调整，对传统分段分层模式进行优化，依照智能化装置和GIS技术实施配电网设备线路的整体监测，从地理信息定位、设备状态检查、线路运行检测等出发，全面分析10 kV配网的运行状态，为新时期配电网安全、稳定运行奠定了坚实的基础。具体见图2。

（1）数据采集层。将GIS故障检测装置安装在指定位置，由检测装置实现配电出口、分支线路入口、架空线与电缆连接处等电力数据和状态数据的显示。节点检测过程中通过故障指示器将异常线路数据或状态数据传输到上级信息传输终端中。该过程中GIS故障定位系统同时采集地理数据、配电编号等，打包后集中传输到终端。

（2）数据传输层。基于GIS故障定位的10 kV配电网运维管理系统中依照功能服务拓展需求、数据库拓展需求分别设置对应接口。如数据库存储过程中配置数据交互软件，借助通信协议将采集到的数据转化为约定的协议数据，将该数据借助网卡向另一端数据存储服务器发送信息，从而将地理位置数据和设备线路数据整合，确保其能够完整地显示在10 kV配电网GIS故障快速定位系统中;外部数据传输中安装客户端软件，将常用的数据转变为ASCII码格式、DXF格式、XML格式等，将其导出，为10 kV配电网GIS故障快速定位提供历史数据参考。

（3）数据处理层。采用树型结构快速确定10 kV配电网的网架结构，以地理数据、状态数据等为基础快速分析故障情况。尤其是在数据存储和数据计算过程中，调度信息可根据实际情况合理调用负控数据库中的关键信息，地理信息数据应选用SDX+数据库管理软件进行数据分析和存储，而其他数据则可使用Spatial系列软件进行数据分析和存储。

（4）决策处理层。基于GIS故障定位的10 kV配电网运维管理系统采集到异常数据后可直接通过图像、声音等形式进行报警，并配合馈线终端（FTU）及集中监控系统（SCADA）快速进行故障点隔离，最大限度减少广东省某农村10 kV配电网故障断电时间。

2.3 效益评估

广东省某农村10 kV配电网在运用GIS故障快速定位系統后通过专门软件将数据整合，全部借助可视化图像进行展示，对区域的设备、线路等状况进行分析，从根本上提升了10 kV配电网运维管理成效。在2020年全年，该地区10 kV配电网严重配电事故发生率降低为0，共出现428次异常报警，有效隔离故障点377

次，平均故障停电时间降低到0.28 h。基于GIS故障定位的10 kV配电网可靠性指标由96.4%提升到99.8%，配电可靠性、安全性和稳定性得到明显改善。

除此之外，该系统还有效减少了10 kV配电网的运维管理成本投入。在基于GIS故障定位的10 kV配电网运维管理过程中，区域发生故障后系统中会直接报警，产生故障定位信息，显示故障点的信息，人员可以从显示的各项信息出发，对故障点进行定位，减少了现场巡检的人工成本投入，经济效益非常显著。

3 结语

基于故障定位的10 kV配电网运维管理工作开展时应在实际需求下做好相应的功能细化和功能调整，做好图形编辑系统、网络分析系统、设备管理系统和故障检测处理的设计，确保在GIS故障定位系统基础上实现有效报警、准确定位、快速处理，从根本上降低线路故障、设备故障等对10 kV配电网安全效益和经济效益的影响，全面推动我国10 kV智能电网建设和发展进程。

参考文献

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