营配信息集成背景下的低压拓扑试验判定方法和低压单线图需求分析

刘洋

摘 要：实现营配信息集成是当前提高配网供电可靠性和生产管理水平的有效途径之一。文章一方面分析了低压电缆线的几种路识别的优缺点，给出了低压线路拓扑判定的建议，对营配信息集成基础数据的建立过程--低压普查过程中低压线路拓扑判定方法具有一定的指导作用。另一方面针对配网GIS在实用简便化方面存在的缺陷，提出了开发低压单线图的建议，并给出了具体的开发需求和样例，利于制定低压普查过程中信息采集和录入的标准，减少普查过程中的盲目性，同时为以后营配集成信息的高效应用打下初步基础。

关键词：营配集信息成；低压线路；拓扑判定；低压单线图；需求分析

引言

随着用户对电能质量要求的不断提高，如何提高配网供电可靠性和生产管理水平成了摆在电力公司面前的一大难题，实施营配信息集成、实现营销和配电各业务系统之间的数据共享和综合利用无疑成为解决这一难题的有效途径之一。目前广东电网公司已开始全面深入开展低压台区普查工作，建立配变——线——户之间的拓扑关系，完善低压设备的台账信息，提高营销系统、配网GIS系统、和配网生产管理信息系统之间的信息共享程度，以期在综合利用各业务系统信息提高供电可靠性和配网生产管理水平[1]。

1 配网低压电缆的识别方法分析

1.1 营配信息集成背景下的配网低压拓扑的概念

在营配集成意义下的配网低压拓扑是指从配电变压器的低压侧出线开始，到低压配电柜（低压开关柜），再到各个用户接入点之间的拓扑关系，即建立变——线——户之间的拓扑关系，包括各种低压设备电气上的连接关系和设备地理位置信息及线路的地理路径信息等。

低压线路包括低压电缆线路和低压架空线路。不少老旧小区由于管理和环境因素导致配变低压出线到用户之间的拓扑关系存在不清楚或不正确的情况，比如缺少电缆标识牌、或封塑式电缆标识牌字迹模糊不清；另外由于故障抢修或线路改造引起的低压拓扑变化而没有及时更新等。这些都是需要在低压台区普查过程中想方设法解决的问题，以提高普查结果的准确度。由于低压架空线现场是极易用肉眼可观察出其连接关系和线路走向的，故其拓扑关系比较容易确定，文章对架空线路的拓扑判定方法不作详细讨论，重点讨论低压电缆拓扑关系的试验判定方法。

1.2 低压电缆识别的试验方法分析

1.2.1 停电

方案：依次断开、合上配电房/箱变的低压断路器或者座地箱的RT0开关，通过查看停止工作的用电设备或用验电笔验电来识别电缆。

优点：（1）除手机或对讲机外不需要其他试验设备，设备成本低。（2）试验结果明显，可信度很高。

缺点：（1）影响供电可靠性，损坏用户设备或产品或给用户生活带来不便，造成用户损失，增加用户投诉。（2）派发停电通知单工作量大。（3）停电方案要是具体情况而定，可能会很复杂，且现场需要人手较多。（4）无法核对电表所在相。

综合评价：不宜采取。

1.2.2 单相大功率负荷+电流钳表法

方案：在线路相对末端接入大功率的单相负荷，通过启动、暂停该负荷造成电源侧负荷电流突变，用电流钳表等电流检测设备来突变的电流，从而识别出电缆。

单相大功率负荷的选择：（1）电焊机；（2）风机。

优点：（1）試验设备造价较低，需要的试验人员较少。（2）试验结果较为明显，可信度高。（3）可以核对电表所在相。

缺点：（1）电焊机属于特种设备，需要特殊作业证件，供电局员工不具备操作资格。（2）被测线路中电流变化较大，可能会对用户的电能质量造成影响。（3）对于带载量不同的线路，大功率负荷的功率大小也难以统一。（4）现场电流钳表卡住线路测电流操作起来有时不容易。

综合评价：在其他试验设备有限的情况下，可以考虑用风机等不需要特殊作业证件的单相大功率设备+电流钳表的方法识别电缆。

1.2.3 低压电缆识别仪法

低压电缆识别仪一般原理：（1）在低压电缆的线芯上加入特殊信号，在电缆的另一端用接收机检测信号，从而识别出目标电缆。（2）在低压电缆外面卡一信号发射器，通过电磁感应原理使电缆金属铠装层上感应出一个特殊信号，从而在另一端用接收机检测信号，从而识别出目标电缆。

基于原理（2）的电缆识别仪一方面由于信号的附加到金属铠装层的过程采用的是电磁感应原理，所以现场中抗干扰的能力差，另一方面由于待检测的信号路径是电缆金属铠装层，而配网中有的电缆线路金属铠装层被破坏或者电缆没有铠装层，此时该类电缆识别仪则是无效的。恰恰相反，基于原理（1）的电缆识别仪信号是直接加在线芯上的，因此抗干扰的能力较好，而且对于没有铠装层的电缆也适用，应用范围很广，能基本满足需求。因此文章建议采用基于原理（1）的电缆识别仪，也只对其进行优缺点分析。

优点：（1）设备轻巧，需要的试验人手少。（2）试验结果较为明显，可信度高。（3）可以核对电表所在相。（4）安全系数高，不需要频繁的开启和关闭。（5）适用范围广，线路的负荷情况对其基本无影响。

缺点：价格高。

综合评价：在经济条件允许的条件下，可优先考虑使用。

1.3 低压电缆线路路径判定方法

对于电缆沟敷设的电缆可以直接观察出其路径，对于直埋和排管铺设的电缆则需要专门的电缆路径识别仪器进行测定。由于此类技术和产品已应用比较广泛，在此对其原理和方案不再赘述。

2 低压单线图的需求分析

2.1 开发低压单线图的意义

2.1.1 目前GIS系统应用的局限性

目前配网GIS系统包含了大量的设备信息，比如设备之间的连接关系、设备参数、设备的地理位置信息等，但是目前配网GIS系统对数据信息进一步挖掘、提炼的功能还远不够强。在配网低压生产过程中应用，GIS系统还存在以下几点不足之处：

（1）GIS系统数量大、对具体工作指导的针对性不够突出、系统反应速度慢。

（2）低压GIS沿布图显示和打印的效果不够好，比如显示和打印的比例尺不易控制；配电房/箱变的低压接线需要单独打印、开关编号对应关系难以分辨等。例如香洲供电局片区的一个配电房的GIS路径图（图1所示）和电房低压接线图（图2所示）虽然已分开打印，但现场工作人员结合这两个图进行工作还是有一定的困难和不便的。

图1 东江配电房GIS路径图

（3）拓扑之间的逻辑关系不够清晰

2.1.2 低压单线图可应用的范围

为了弥补GIS系统功能上的不足之处，进一步提高配网低压信息的利用程度，结合中压单线图的开发经验[2-5]和实际应用情况，经过分析，开发相应的低压单线图就能够很好地从海量的配网低压信息中挖掘出常用的信息，方便现场工作人员提高效率和准确性，保障人身、设备和电网的安全。因此开发的低压单线图应满足以下需求：

（1） 两票应用。开发的低压单线图应满足低压办票的需求，即低压单线图上提供的拓扑关系应能为办理低压操作票和工作票提供依据，现场操作人员和工作人员能够根据低压单线图开展操作和办理工作票。这方面的功能要达到和中压单线类似的水准。

（2）线损分析。目前线损分析采用的是线损四分管理法：分压、分区、分线、分台区。即台区是一种线损分析的末端，台区以下的每条线路的损耗是不细分的。低压单线图需要满足台区下面还可以分线、甚至分相来进行线损管理。这样对于发现线损异常的原因、优化低压配网结构、查处低压窃电都具有重要的意义。

（3）设备统计。目前配网生产系统中对中压配电网的设备有了很详细的记录，建立起了中压的设备台账。但是目前低压配电网的台账还没有建立起来，单线图的开发也应能够统计出各个台区下面的各种设备信息。

（4）拓扑优化。目前配网接线复杂多样，尤其是低压配网，加上历史原因，有些低压线路的实际供电范围已经严重超出了比较经济的理论供电范围。低压单线图的开发也应能够发现从低压开关柜出线到表箱的线路的实际长度、负荷率的高低等信息，及时地发现问题，优化拓扑结构，保障用户的电能质量和减少电力企业的线损率。

2.2 低压单线图具体要求

2.2.1 以公变为单位，每台公变对应着一个低压单线图。2.2.2 低压单线图的起点是公变（不包括高压侧的进线），终点是用户接入点（即表箱）。2.2.3 低压单线图应包括的设备元件：公变、公变到低压开关柜的进线、各个低压柜内的主要开关设备（如隔离刀闸、低压断路器等，计量柜要有低压计量点标志、电容柜要有电容器标志等）、各个出线柜的出线、电缆分接箱（座地箱、挂墙箱）、关键的低压杆塔、用户接入点（表箱）。2.2.4 各设备元件参数信息标注：（1）公变：公变所属配电房/箱变、高压侧所连接的中压线路名称、公变的编号和型号等信息。（2）公变到低压开关柜的进线：导线的型号和长度等信息。（3）低压柜内的主要开关设备：a.隔离刀闸：编号；b.低压断路器：编号；c.电容器：容量信息。（4）出线柜出线：导线的型号和长度。（5）低压杆塔：编号。（6）用户接入点（表箱）：编号、供电的物理地址、表位规格和当前接入的用户数。2.2.5 低压单线图上所要显示统计的设备信息：隔离开关的数量、低压断路器的数量、低压杆塔数量、电缆分接箱数量、架空线长度、电缆长度、用户接入点数量、接入点表位总数和当前接入的用户总数。2.2.6 低压单线图的基本维护信息显示：公变编号、公变所属配电房、配电房所在中压线路名称、对应的变电站、单线图制图日期、初审人和初审时间、复审人和复审时间、发布人和发布时间、工单号等。

2.3 需求样例

图3 低压单线图需求样例

根据对低压单线图的具体要求，绘制出的低压单线图需求样例如图3所示，其中有些设备的标识只写出了一个作为样例要求，其他的类似。

3 低压台区普查所要普查的信息要点

根据以上低压单线图的需求分析，可见在营配信息集成的基础数据搜集过程--低压台区普查中应该普查的信息要點是变--线--户之间的拓扑关系：包括电房的低压进、出线电气连接关系、进线和出线的线路长度、线路路径等，线路的参数信息至少要统计到表箱处。在向GIS系统中录入普查数据时，也须特别核查以上要点，确保录入正确。只有这样开发出的低压单线图才能真实、有效。

4 结语

文章一方面较为详细地分析了低压电缆线的几种路识别方法，比较了各自的优缺点，给出了低压线路拓扑判定的建议，对营配信息集成基础数据的建立过程--低压普查过程中低压线路拓扑判定方法具有较为重要的指导意义。另一方面针对配网GIS的缺陷，提出了开发低压单线图的建议，并给出了具体的开发需求和样例，这对于低压普查过程中信息采集和录入的标准具有较为重要的指导意义，减少普查过程中的盲目性，更重要的是为以后营配集成信息的高效应用打下初步的基础。

参考文献

[1]珠海香洲供电局.珠海香洲供电局营配信息集成实施方案[Z].2013.

[2]陈勇，邓其军，周洪.无重叠交叉的配电网单线图自动生成算法[J].电力自动化设备，2010，30（11）：90-93.

[3]刘健，吴媛，刘巩权.配电馈线地理图到电气接线图的转换[J].电力系统自动化，2005，29（14）：73-77.

[4]杨堆元.电力地理信息系统在配电网中的应用[D].天津：河北工业大学硕士学位论文，2007.

[5]柴琳.配电GIS管理下数据挖掘的应用研究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2011.