（国网安徽省电力有限公司固镇县供电公司）
摘要：10kV配电网设施故障是引起故障停电的主要原因。国家能源局报告显示，在2017年我国所有的故障停电事件中，城市、农村范围因10kV配电网设施故障停电次数分别占故障总停电次数的85.57%、86.76%。因此，供电企业原有依靠人工为主的管理手段已经无法及时响应配电网故障的定位处理，迫切需要自动化的技术手段来管理配电网络。固镇公司基于接地定位原理的10kV配网线路故障在线选线系统应用，有效解决了这一难题。
关键词：配电网；故障；在线选线；系统；应用
一、实施背景
（一）故障定位——故障抢修的难点
10kV配电网多为架空线路，因其供电半径长、分支线多，网络结构复杂，易受外力及自然环境影响，成为最易发生跳闸、短路、接地等故障的系统之一。发生故障时，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。配电线路故障处理时间对供电可靠率影响较大，其中故障查找时间就达到50%以上，而整个故障处理过程中，故障隔离、抢修时间仅占13%左右。
（二）投诉风险——公司服务的难点
由于配电线路的故障点往往比较隐蔽，而偏远区域供电线路直径通常又比较长，势必给故障点的排查造成很大影响，以致于影响对用户供电。用户投诉风险压力明显增大。
（三）供电可靠性——配网发展的难点
10kV配网线路接地故障时无法准确判定，需进行人工拉停线路进行判断，增加了线路停电次数和范围，严重影响电网的供电可靠性，因此迫切需要自动化的技术手段来管理配电网络。
二、原理与特征
（一）原理
配网线路故障在线选线系统，是基于故障指示器技术、GSM/GPRS通信技术和GIS（地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种故障点的检测和定位，包括相问短路和单相接地等故障。
该系统在线路三相上分别安装故障指示器。当线路出现相间短路或单相接地故障时，故障指示器就能及时的检测到故障电流，并将动作信号利用射频通讯发送给安装在线路分支处的通讯主机，远距离将故障信息发送到系统主站。主站经过相应的解调、解码并与GIS系统里的配网拓扑匹配，把地址信息显示出来，并发送给变电监控电脑PC端和线路运维人员手机APP移动端。电脑PC端和手机移动APP端显示出故障点地理位置信息，并报警。当10kV线路出现单相接地时，变电运行人员便可迅速判断故障位置并隔离故障线路，线路检修人员迅速到达故障地点，及时对故障进行排除。
（二）特征
特征一：实现线路自动化监视。该系统具备采集单元、汇集单元、系统主站、监控主站等设备。A/B/C三相采集单元装设在架空线上，依托小电流取电技术和采样技术，在线路发生故障时启动高速录波，并通过无线通信将录波波形传给汇集单元后，上传给系统主站，主站通过波形匹配配电网架空线拓扑进行故障定位。全过程实现自动化处理，无须人工查线。同时支持遥测信息监视，具备报警、对时、检索、统计等功能。
特征二：故障定位准确性高。故障指示器的采集单元采用先进的暂态法，从而捕捉暂态数据，然后滤波、放大故障信息和工频信息，对海量数据进行神经网络分析、分类。多种算法融合，提高系统自学习能力，保证系统判决与预测的准确性，以实现高精度的故障定位。
特征三：实现移动端和PC端双向报警。该系统实现手机移动端和电脑PC端的双向报警。变电值班人员可通过电脑监控后台实现对故障定位报警的监控，一线抢修人员可安装手机移动端APP实时查看故障信息，从而实现变电值班人员和抢修人员的“点对点”密切配合，高效处理线路故障。
特征四：设备自供电能力强。采集单元和汇集单元由太阳能电池板及蓄电池来为其供电。考虑了通信功耗、充电功率、电池容量等因素而设计出的太阳能通讯主机可保证在无光条件下正常工作9-15天。该新型供电方式提高了系统的灵活性和适用范围，从而保证在夜间和阴雨天气能正常运行。
三、实施步骤
（一）绘制收集10kV配电网条图
1、规范配电线路条图内容及格式
条图中要求加入必要的道路等参考地理信息，同时规范线路及设备名称、编号的标注（显示变电站、主干线路、支线名称，杆号，配电变压器名称、容量，分段开关，配电室，开闭所，环网柜等信息），参照CAD模板绘制。
2、开展条图绘制与核查
组织运检部、调控中心及有关人员成立工作小组，各配电队及运检部配电运检班按照线路台账，逐条进行现场摸排，结合现有配电线路条图，采用手工标绘的方法到现场进行核实并绘制，确保条图信息与现场一致。核查人员将核查完毕的绘制版纸质条图通过三级审核（绘制人签字、供电所所长签字、运检部审核人签字）后，由各供电所及运检部配电运检班人员配合，集中绘制完成CAD配网条图。
3、加强审查力度，规范后期更新
严格履行核查人所绘纸质条图的三级审核签字制度，并留存备查。建立配电线路条图更新完善工作机制。配网条图绘制完成后，各供电所需定期维护更新电子版条图并上报运检部。运检部定期对条图的准确性进行核实、抽查，并记录检查情况。运检部将配电条图修订绘制工作纳入重点工作计划，同时根据进展情况择期进行抽查。
（二）故障指示器以及通讯主机的选点
考虑到项目建设费用、线路长度、线路复杂性、故障频发率等原因，从以下几个方面进行故障指示器以及通讯主机的选点安装设备。
1、10kV配网线路出线主干线的分段开关作为整条线路的起始点，其后面的线路需要装设故障指示器。
2、线路分支线的分支开关作为整条分支线的起始点，其后面的线路需要装设故障指示器。
3、对于线路复杂较长、故障频发且现场路况等原因查线困难的分支线，可在分支线的中段加装一至两台故障指示器。
4、考虑到节省建设费用，对于分支多但线路简短、负荷较少的线路，可在控制多条小分支的分段开关后只装设一台故障指示器。
（三）选择性安装故障指示器和通讯主机
由于该设备为装设在架空线路的故障指示器，通过对比平衡线路的架空线长度、分支线复杂性、故障频发率、线路重要性以及现场的实际情况，本次首先选取了6个站共13条线路安装部分故障指示器投入前期使用阶段。
（四）配置手机移动端APP和电脑PC端软件应用
1、一线抢修人员手机端下载该系统APP投入使用。
2、变电值班人员在电脑PC端登陆该系统，实现实时监控。
当监控台SCADA监控系统某变电站出现10kV线路接地报警需要拉路处理时，首先查看配网线路故障在线选线系统。若接地时，故障刚好出现在该系统投入使用的几条线路上也报警，即可首选拉开该故障线路消除接地，然后通知一线抢修人员处理故障。抢修人员查看手机APP核实确定线路故障位置，第一时间前往现场进行抢修。
四、实施效果
经过统计，2018年1-10月，安装在6个站共13条线路上的该系统共采集到的故障数据52条次，调控值班和线路运维人员利用该系统对故障信息进行快速、有效处置，大大提高了工作效率。
（一）减少了配电网故障处理时间
一方面该系统的应用在一定程度上替代了传统的线路巡查方式，加快故障隐患发现、定位、处理速度，提升配网抢修人员的工作效率。另一方面减少了接地故障的持续时间，在提升用户用电质量的同时，也减少了接地造成的危险，有效提升了巡线安全性。经过分析，使用智能故障监测系统可将故障查找时间缩短至原来的30%。
（二）提高了配电网的供电可靠性
通过实际应用，该系统的接地、短路故障定位准确率均可达到95%以上。从工作方式和技术手段上，彻底减少了停电时间和范围，降低了停电次数，提高了配电网的供电可靠性，实现了精益化管理，智能化监控，为架空线路的安全、稳定运行保驾护航。
（三）降低了用户投诉风险
通过系统的建设与应用，缩短了故障发生后的发现、分析、定位、抢修时间，并且可快速判断出受故障影响的用户范围区段，从而可在用户报修前将停电信息主动通知给用户，践行优质服务承诺，提高优质服务水平。为用户可靠、安全用电提供了保障，降低了用户投诉风险。
（四）提高了企业经济效益
使用该系统以来，切实减少了线路故障的查找时间，减少了因接地拉路查找和长时间查线导致线路停电而损失的电量，提高了企业经济效益。