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关键词：拓扑;线损;主站;手机;APP
线损合格率是供电企业一项最为重要的经济技术指标，其管理水平的高低，不但是供电企业电网经营能力和综合管理能力的集中体现，而且也直接影响着供电企业的经济效益。
引起低压台区线损异常的原因繁多，如公变计量终端不准确、互感器变比错误或者设置不合理、用户计量不准确、用户计量点与公变对应关系错误、遗漏用户计量点、非正常漏电/用电等因素等都可能导致线损率过高。传统的排查方法可以解决大部分公变关系错误问题，然而该问题只是诸多线损问题中的一小部分，一些疑难台区则需要通过大量的终端数据收集、互感器测试精度测试、表计数据收集、表计精度测试等验证分析才能解决问题，然而这部分工作，目前仍依赖人工及简单的设备辅助解决，收效甚微。如何将线损排查从人工排查深化到系统排查，从简单问题处理提升到疑难问题处理，是供电企业迫在眉睫和势在必行的措施，因此，对疑难台区线损排查的研究分析与设备开发具有实质性意义。
1疑难台区线损排查分析
一般在线损排查过程中无法通过经验判断和分析问题的可以被称为疑难台区。如计量终端误差、CT误差、用户表计误差、线路非正常漏电、隐蔽性表前用电等，需要对台区进行拓扑、分层监测、计算，最终定位线损问题点，分析方法如下图1。如上图分析：
1.1台区总表、浅析T及线路线损排查
根据线损排查分析思路，需要增加能够在出线端、分支线路端等采集电量的设备，便于对比总表电量及设备监测区域内用户的表计电量，判断线损位置。然而低压台区线路关系复杂，往往存在分支下还有分支、分支通过地埋走线肉眼不能分辨关系等的情况，因此单纯的加入线路端采集设备还不能直接、快速的判断线损。为了解决这一问题，还需要在新加入的采集设备上增加拓扑关系识别功能，用于识别不确定的分支线路及用户，并绘制台区拓扑图，根据拓扑关系再融入自动线损计算功能，实现快速、直接、清晰的线损排查，从而免除人为判断归属、人为计算线损的烦琐工作。
2自动拓扑和线损计算的低压台区线损测试系统结构组成
自动拓扑和线损计算的低压台区线损测试系统，设计初衷在于自动绘制台区拓扑图、分层计算，快速定位台区线损点，大幅减少人为劳动的工作量。系统由管理终端、拓扑终端、表箱终端、系统主站及移动终端组成，如图2所示。
（1）管理终端：如图3所示，安装在台区变压器配电箱内，通过MCU控制各个模块工作。电压互感器和电流互感器对台区总电量进行交采;载波通信模块与拓扑终端和表箱终端进行数据通信，接收交采电量数据，下发拓扑识别指令;拓扑识别模块识别与拓扑终端和表箱终端的拓扑关系;无线通信模块与系统主站进行通信，上传各终端的交采电量数据和台区拓扑关系。
（2）拓扑终端：如图4所示，安装在分支箱进线或分支线前端，通过MCU控制各个模块工作。电压互感器和电流互感器对分支线电量进行交采;自动拓扑模块向电力线注入拓扑识别信号，并识别下级拓扑终端和表箱终端的拓扑关系;载波通信模块接收拓扑识别指令，上传交采的电量数据和本机拓扑关系至集中器。
（3）表箱终端：如图5所示，安装在集表箱前端，通过MCU控制各个模块工作。电压互感器和电流互感器对集表箱总电量进行交采;自动拓扑模块向电力线注入拓扑识别信号;R485通信模块抄读下属用户电表信息，自动生成用户级拓扑;载波通信模块接收拓扑识别指令，上传交采的电量数据和本机拓扑关系至集中器。
（4）系统主站：根据管理终端上传的台区拓扑关系绘制台区拓扑图。同时将管理终端上传的包含拓扑终端和表箱终端的交采电量数据，与云平台下载的台区表计电量数据对比，根据台区拓扑关系图进行分层计算定位线损点，并将线损位置显示在拓扑关系图中。系统主站作为台区线损排查的电脑端监测界面，同时还可以与移动终端APP建立同步监测。
（5）移动终端APP：与系统主站进行数据通信，实现台区线损排查的远程同步监测，同时作为线损排查工作的现场作业工具。
3实现原理
3.1自动拓扑原理
如图2所示，分别将管理终端挂装在台区变压器配电箱的总出线上、拓扑终端挂装在各个分支箱或分支线节点上、表箱终端挂装在各个集表箱的各节点上R485与用户电表相连，通过移动终端APP将这些终端捆绑至同一台区，便于以台区为单位进行拓扑图绘制、线损计算和查看。
终端捆绑完成后，管理终端通过电压采集器自动将拓扑识别指令注入电力线上，处于下级的拓扑终端和表箱终端通过载波通信接收到拓扑识别指令后，依次通过各自的电压采集器向电力线注入拓扑识别信号。台区内的管理终端、拓扑终端和表箱终端，分别通过各自的电流互感器识别表箱终端和拓扑终端注入的拓扑识别信号的潮流方向，为同一潮流方向的终端确定为正确的上下级关系，识别级为上级，发送级为下级。
如图6所示，表箱终端3.1在接收到管理终端发出的拓扑识别指令后，向电力线注入拓扑识别信号，此时上级终端中只有拓扑终端2.1与管理终端1接收到的拓扑识别信号的潮流方向与表箱终端3.1的是一致的（图7中箭头所示方向），其余终端收到的信号潮流方向则为反向，方向一致的判断为上下级拓扑关系，识别级为上级，发送级为下级，因此本次识别的拓扑关系为表箱终端3.1的上级是拓扑终端2.1和管理终端1。同理当拓扑终端2.1发送拓扑识别信号后，只有管理终端1识别的潮流方向与拓扑终端2.1的是一致的，因此识别拓扑终端2.1为管理终端1的下级。最终判断表箱终端3.1的正确上级关系为：表箱终端3.1-拓扑终端
2.1-管理终端1。
以此类推当所有终端都注入拓扑识别信号后，在管理终端形成完整的台区拓扑关系图。用户级拓扑可通过表箱终端485连接的电表进行电表信息识别，或通过移动终端APP将用户电表捆绑至上级表箱终端，形成用户级拓扑。
3.2线损自动计算方法
如图6所示，该台区挂装有管理终端1，拓扑终端2.1、2.2，表箱终端3.1、3.2、3.3、3.4，通过自动拓扑功能已形成拓扑关系图。测试一天后，将以上挂装终端的交采电量和台区总表及所有用户的表计电量，进行同时间比对。假设用户n.m为光伏表用户，电量信息如下表1。
线损率在1%以内判定线损正常，反之则判定对应集表箱线损异常。
4应用实例
为了验证本装置的有效性，对某台区进行测试，该区长期线损率7%～10%，设备及测试接线如图7所示。测试结果如表2所示。本设备极大地提高了低压台区线损排查的效率，解决了疑难台区的线损排查难的问题，提升了线损指标。
5结语
随着供电企業的不断深入的精细化管理需要，低压台区线损管理工作更是体现各个基层单位管理水平的重要指标。但是很多基层单位还在使用传统方法治理线损，全凭经验和运气，仅靠一些简单设备排查，工作量大、效率低下，基本只能治理简单的户变关系错误或是简易的表前用电引起的线损问题。在面对表计误差、CT故障/CT配置不合理、隐蔽性表前用电、漏电、异常电流接入等疑难问题时，往往措手不及。自动拓扑和线损计算的低压台区线损测试系统的开发应用，可以绘制低压台区“变一线一户”拓扑关系图，自动分层计算线损，在拓扑图中显示线损位置，快速排查低压台区疑难线损问题。从实际应用角度出发，解决了目前线损排查工作量大、线损原因复杂、判断困难等问题。
线损合格率是供电企业一项最为重要的经济技术指标，其管理水平的高低，不但是供电企业电网经营能力和综合管理能力的集中体现，而且也直接影响着供电企业的经济效益。
引起低压台区线损异常的原因繁多，如公变计量终端不准确、互感器变比错误或者设置不合理、用户计量不准确、用户计量点与公变对应关系错误、遗漏用户计量点、非正常漏电/用电等因素等都可能导致线损率过高。传统的排查方法可以解决大部分公变关系错误问题，然而该问题只是诸多线损问题中的一小部分，一些疑难台区则需要通过大量的终端数据收集、互感器测试精度测试、表计数据收集、表计精度测试等验证分析才能解决问题，然而这部分工作，目前仍依赖人工及简单的设备辅助解决，收效甚微。如何将线损排查从人工排查深化到系统排查，从简单问题处理提升到疑难问题处理，是供电企业迫在眉睫和势在必行的措施，因此，对疑难台区线损排查的研究分析与设备开发具有实质性意义。
1疑难台区线损排查分析
一般在线损排查过程中无法通过经验判断和分析问题的可以被称为疑难台区。如计量终端误差、CT误差、用户表计误差、线路非正常漏电、隐蔽性表前用电等，需要对台区进行拓扑、分层监测、计算，最终定位线损问题点，分析方法如下图1。如上图分析：
1.1台区总表、浅析T及线路线损排查
根据线损排查分析思路，需要增加能够在出线端、分支线路端等采集电量的设备，便于对比总表电量及设备监测区域内用户的表计电量，判断线损位置。然而低压台区线路关系复杂，往往存在分支下还有分支、分支通过地埋走线肉眼不能分辨关系等的情况，因此单纯的加入线路端采集设备还不能直接、快速的判断线损。为了解决这一问题，还需要在新加入的采集设备上增加拓扑关系识别功能，用于识别不确定的分支线路及用户，并绘制台区拓扑图，根据拓扑关系再融入自动线损计算功能，实现快速、直接、清晰的线损排查，从而免除人为判断归属、人为计算线损的烦琐工作。
2自动拓扑和线损计算的低压台区线损测试系统结构组成
自动拓扑和线损计算的低压台区线损测试系统，设计初衷在于自动绘制台区拓扑图、分层计算，快速定位台区线损点，大幅减少人为劳动的工作量。系统由管理终端、拓扑终端、表箱终端、系统主站及移动终端组成，如图2所示。
（1）管理终端：如图3所示，安装在台区变压器配电箱内，通过MCU控制各个模块工作。电压互感器和电流互感器对台区总电量进行交采;载波通信模块与拓扑终端和表箱终端进行数据通信，接收交采电量数据，下发拓扑识别指令;拓扑识别模块识别与拓扑终端和表箱终端的拓扑关系;无线通信模块与系统主站进行通信，上传各终端的交采电量数据和台区拓扑关系。
（2）拓扑终端：如图4所示，安装在分支箱进线或分支线前端，通过MCU控制各个模块工作。电压互感器和电流互感器对分支线电量进行交采;自动拓扑模块向电力线注入拓扑识别信号，并识别下级拓扑终端和表箱终端的拓扑关系;载波通信模块接收拓扑识别指令，上传交采的电量数据和本机拓扑关系至集中器。
（3）表箱终端：如图5所示，安装在集表箱前端，通过MCU控制各个模块工作。电压互感器和电流互感器对集表箱总电量进行交采;自动拓扑模块向电力线注入拓扑识别信号;R485通信模块抄读下属用户电表信息，自动生成用户级拓扑;载波通信模块接收拓扑识别指令，上传交采的电量数据和本机拓扑关系至集中器。
（4）系统主站：根据管理终端上传的台区拓扑关系绘制台区拓扑图。同时将管理终端上传的包含拓扑终端和表箱终端的交采电量数据，与云平台下载的台区表计电量数据对比，根据台区拓扑关系图进行分层计算定位线损点，并将线损位置显示在拓扑关系图中。系统主站作为台区线损排查的电脑端监测界面，同时还可以与移动终端APP建立同步监测。
（5）移动终端APP：与系统主站进行数据通信，实现台区线损排查的远程同步监测，同时作为线损排查工作的现场作业工具。
3实现原理
3.1自动拓扑原理
如图2所示，分别将管理终端挂装在台区变压器配电箱的总出线上、拓扑终端挂装在各个分支箱或分支线节点上、表箱终端挂装在各个集表箱的各节点上R485与用户电表相连，通过移动终端APP将这些终端捆绑至同一台区，便于以台区为单位进行拓扑图绘制、线损计算和查看。
终端捆绑完成后，管理终端通过电压采集器自动将拓扑识别指令注入电力线上，处于下级的拓扑终端和表箱终端通过载波通信接收到拓扑识别指令后，依次通过各自的电压采集器向电力线注入拓扑识别信号。台区内的管理终端、拓扑终端和表箱终端，分别通过各自的电流互感器识别表箱终端和拓扑终端注入的拓扑识别信号的潮流方向，为同一潮流方向的终端确定为正确的上下级关系，识别级为上级，发送级为下级。
如图6所示，表箱终端3.1在接收到管理终端发出的拓扑识别指令后，向电力线注入拓扑识别信号，此时上级终端中只有拓扑终端2.1与管理终端1接收到的拓扑识别信号的潮流方向与表箱终端3.1的是一致的（图7中箭头所示方向），其余终端收到的信号潮流方向则为反向，方向一致的判断为上下级拓扑关系，识别级为上级，发送级为下级，因此本次识别的拓扑关系为表箱终端3.1的上级是拓扑终端2.1和管理终端1。同理当拓扑终端2.1发送拓扑识别信号后，只有管理终端1识别的潮流方向与拓扑终端2.1的是一致的，因此识别拓扑终端2.1为管理终端1的下级。最终判断表箱终端3.1的正确上级关系为：表箱终端3.1-拓扑终端
2.1-管理终端1。
以此类推当所有终端都注入拓扑识别信号后，在管理终端形成完整的台区拓扑关系图。用户级拓扑可通过表箱终端485连接的电表进行电表信息识别，或通过移动终端APP将用户电表捆绑至上级表箱终端，形成用户级拓扑。
3.2线损自动计算方法
如图6所示，该台区挂装有管理终端1，拓扑终端2.1、2.2，表箱终端3.1、3.2、3.3、3.4，通过自动拓扑功能已形成拓扑关系图。测试一天后，将以上挂装终端的交采电量和台区总表及所有用户的表计电量，进行同时间比对。假设用户n.m为光伏表用户，电量信息如下表1。
线损率在1%以内判定线损正常，反之则判定对应集表箱线损异常。
4应用实例
为了验证本装置的有效性，对某台区进行测试，该区长期线损率7%～10%，设备及测试接线如图7所示。测试结果如表2所示。本设备极大地提高了低压台区线损排查的效率，解决了疑难台区的线损排查难的问题，提升了线损指标。
5结语
随着供电企業的不断深入的精细化管理需要，低压台区线损管理工作更是体现各个基层单位管理水平的重要指标。但是很多基层单位还在使用传统方法治理线损，全凭经验和运气，仅靠一些简单设备排查，工作量大、效率低下，基本只能治理简单的户变关系错误或是简易的表前用电引起的线损问题。在面对表计误差、CT故障/CT配置不合理、隐蔽性表前用电、漏电、异常电流接入等疑难问题时，往往措手不及。自动拓扑和线损计算的低压台区线损测试系统的开发应用，可以绘制低压台区“变一线一户”拓扑关系图，自动分层计算线损，在拓扑图中显示线损位置，快速排查低压台区疑难线损问题。从实际应用角度出发，解决了目前线损排查工作量大、线损原因复杂、判断困难等问题。