一種配變缺相告警智能診斷系統的設計與實現

吳樹鴻+陸錦培+杜飛強

摘要：文章針對目前配變發生缺相事件時，人工根據告警報文進行分析既費時又費力等不足，開發了一套配變缺相告警智能診斷系統。該系統不能能夠實現對配變缺相事件進行實時監測，還能對缺相告警報文進行智能診斷分析，通過應用表明，該系統能夠實現配變缺相事件的實時監測及快速復電，大大提高了供電可靠性。

關鍵詞：配電網；配變缺相；智能診斷；實時監測；系統設計

中圖分類號：TM421文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0016-03

配電變壓器處于電力系統的最末端，其設備運行水平直接影響客戶的供電可靠性。當配變發生缺相時，將對低壓用戶的供電造成重要影響，特別是對于用戶所使用的三相電機，配變缺相所造成的不平衡電壓和電流將會使其發熱，長久運行將可能導致設備損壞。因此，當配變發生缺相時，需對配變進行立即修復，盡快恢復用戶的正常供電和避免造成用戶設備的損失。

當配變發生缺相時，計量自動化系統將產生配變缺相告警，該告警能夠很好地彌補配變缺相時調度實時監控系統無法監控到相應事件現象的缺點。但由于計量自動化系統除產生配變缺相告警外，還將產生其他很多信息告警，并且存在很多干擾信號，如果通過人工進行過濾、分析、診斷告警信息，需要耗費大量的人力及物力。特別是在惡劣天氣情況下，計量自動化系統主站將迅速涌現出大量的告警信息，在短時間內診斷出配變缺相事件將是一件非常困難的事情。因此，通過人工分析配變缺相告警來實現故障事件的診斷既費時又費力，很難付諸于應用。基于此，很有必要開發一種配變缺相告警智能診斷系統來代替人工分析，達到高效、快速、準確的目的。

1系統工作原理及交互情況

1.1工作原理

配變缺相告警智能診斷系統工作原理如圖1所示，當配變發生缺相或缺相恢復時，其告警報文將通過GPRS裝置發送至計量自動化系統主站，計量自動化系統主站將通過ETL主動推送方式將報文送至配變缺相告警智能診斷系統；系統將對其進行報文數據并組，同時根據知識庫匹配原則對報文數據進行診斷和分析；并應用已知停電事件過濾、數據存儲及參數控制技術生成配變缺相告警診斷結果；生成的配變缺相告警診斷結果將通過輸出匹配處理發布配變缺相事件，同時并將診斷的缺相事件以短信發布形式發送于搶修人員手機中。

圖1智能診斷系統工作原理圖

1.2系統交互情況

為了實現配變缺相告警的智能診斷，配變缺相告警智能診斷系統需與多個系統進行交互，獲取配變缺相相關線路及配變綜合信息。系統交互情況如圖2所示，系統首先需從計量自動化系統主站獲取配變缺相告警報文，獲取缺相告警報文后需通過訪問準實時數據系統獲取缺相配變及其所屬線路ID，并通過設備ID訪問配網自動化系統獲取線路單線圖、電流及其他有效信息。

系統還得通過訪問調度告警信息智能診斷系統獲取缺相配變所屬線路出線開關、自動化開關、故障指示器等告警信息，用于分析已知的停電事件，同時也通過訪問營銷系統停電信息池來獲取其他一些已知的停電事件。對于某個區域多臺配變發生缺相的事件，系統還得通過訪問配網地理信息系統獲取配變間的拓撲關系，用于分析上游線路可能發生斷線的開關。

最后，系統診斷出的配變缺相事件將通過配網生產管理系統發布，生成搶修工單，同時將缺相事件推送至營銷系統停電信息池及發送短信至搶修人員手機中，達到快速發現事件目的，提高搶修效率。

圖2系統交互情況圖

2系統軟件總體設計

2.1系統軟件架構

本系統軟件采用3層典型架構模式：表現層、中間業務層及數據層。表現層為系統顯示的用戶界面，用于顯示系統診斷的結果及相關數據；中間業務層為各功能模塊，用于處理配變缺相告警報文，實現數據交互、處理和分析；數據層為系統軟件的底層數據庫，用于對相關數據進行保存。圖3為系統軟件架構圖：

圖3系統軟件架構

2.2系統軟件主要功能模塊

2.2.1報文并組處理模塊。對于配變缺相時所產生的告警報文，系統將剔除重復的報文，篩選出有效的配變缺相告警報文。同時根據報文相關信息進行并組處理，如果報文的類型為停電，則將該報文記錄單獨成為一組；如果報文的類型為復電，則與相應復電時間為空的記錄進行并組，如未有相應記錄則將該報文記錄單獨成為一組。

2.2.2報文異常分析模塊。系統對產生缺相報文的配變其20天內及90內所發出的缺相報文數進行統計，對于其頻發數超過一定數值的配變將其告警報文定義為異常；同時對停電時間為空及配變同一發生時間前后15分鐘內存在多條記錄的報文，則也將其定義為異常

事件。

2.2.3停電原因分析模塊。系統根據配變所屬線路出線開關、自動化開關、故障指示器、變電站失壓、重合閘、配變失壓等信息，對非異常的配變缺相報文進行停電原因分析，用于分析已知的配變缺相停電事件，該類事件將不再生成搶修工單和發送短信。如變電站發生失壓，則將停電原因定義為事故停電；出線開關或自動化開關動作跳閘，則將停電原因定義為永久故障；出線開關或自動化開關動作跳閘并重合，則將停電原因定義為瞬時故障；線路重合閘退出，則將停電原因定義為帶電接口；配變缺相報文停復電時間相差較短，則將停電原因定義為短時動作。

2.2.4告警綜合判斷模塊。對于未知的配變缺相事件，即停電原因為空的配變缺相報文，系統將進行告警綜合判斷。對于單臺配變診斷出發生缺相告警事件，系統將生成搶修工單并發送短信給運行人員手機，對于某個區域多臺配變診斷出發生缺相告警事件，除生成搶修工單和發送短信給運行人員手機外，系統還將根據配變的拓撲關系，分析發生缺相事件的配變上游線路有可能發生斷線的開關。

3系統應用效果

配變缺相告警智能診斷系統已在佛山局得到了廣泛的應用，該系統已能夠對佛山地區發生的配變缺相事件進行實時監控和進行智能診斷分析，并及時進行缺相事件發布生成搶修工單和發送短信，全過程無需人工參與，大大提高了效率，達到了為員工減負和提高供電可靠性目的。

2014年5月22日系統診斷出籮行站10kV722高安線共有6臺配變發生缺相并進行了缺相事件發布，系統根據線路單線圖的拓撲關系，定位了上游故障停電開關為干線9T2開關發生故障，系統診斷分析如圖4所示：

圖4系統診斷分析圖

系統根據配變缺相事件生成了搶修工單并發送短信給搶修人員，為停電事件的搶修提供了指導，縮短了故障查找和客戶停電時間，大大提高了用戶供電可靠性。圖5為當時配網缺相事件生成的搶修工單：

圖5配變缺相事件搶修工單圖

4結語

本文針對目前配變缺相人工分析存在的不足，開發了一套配變缺相告警智能診斷系統。該系統能夠實現對配變缺相進行實時監測并進行智能診斷分析，全過程無需人工參與，大大提高了工作效率和供電可靠性，對配網運行具有強大的支撐作用，具有良好的經濟和社會效益推廣價值。

參考文獻

[1]?楊萌．10kV配電變壓斷線運行分析[J]．黑龍江電力，

?2012，34（3）．

[2]?徐紅喜，封波，李紅，等．一起10kV線路單相斷線故

?障分析[J]．江蘇電機工程，2012，31（6）．

[3]?楊洪波，任小炯．變壓器斷線對用電設備的影響[J]．

?電力學報，2001，16（4）．

作者簡介：吳樹鴻（1977—），男，廣東電網公司佛山供電局工程師，研究方向：配電網運行。

摘要：文章針對目前配變發生缺相事件時，人工根據告警報文進行分析既費時又費力等不足，開發了一套配變缺相告警智能診斷系統。該系統不能能夠實現對配變缺相事件進行實時監測，還能對缺相告警報文進行智能診斷分析，通過應用表明，該系統能夠實現配變缺相事件的實時監測及快速復電，大大提高了供電可靠性。

關鍵詞：配電網；配變缺相；智能診斷；實時監測；系統設計

中圖分類號：TM421文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0016-03

配電變壓器處于電力系統的最末端，其設備運行水平直接影響客戶的供電可靠性。當配變發生缺相時，將對低壓用戶的供電造成重要影響，特別是對于用戶所使用的三相電機，配變缺相所造成的不平衡電壓和電流將會使其發熱，長久運行將可能導致設備損壞。因此，當配變發生缺相時，需對配變進行立即修復，盡快恢復用戶的正常供電和避免造成用戶設備的損失。

當配變發生缺相時，計量自動化系統將產生配變缺相告警，該告警能夠很好地彌補配變缺相時調度實時監控系統無法監控到相應事件現象的缺點。但由于計量自動化系統除產生配變缺相告警外，還將產生其他很多信息告警，并且存在很多干擾信號，如果通過人工進行過濾、分析、診斷告警信息，需要耗費大量的人力及物力。特別是在惡劣天氣情況下，計量自動化系統主站將迅速涌現出大量的告警信息，在短時間內診斷出配變缺相事件將是一件非常困難的事情。因此，通過人工分析配變缺相告警來實現故障事件的診斷既費時又費力，很難付諸于應用。基于此，很有必要開發一種配變缺相告警智能診斷系統來代替人工分析，達到高效、快速、準確的目的。

1系統工作原理及交互情況

1.1工作原理

配變缺相告警智能診斷系統工作原理如圖1所示，當配變發生缺相或缺相恢復時，其告警報文將通過GPRS裝置發送至計量自動化系統主站，計量自動化系統主站將通過ETL主動推送方式將報文送至配變缺相告警智能診斷系統；系統將對其進行報文數據并組，同時根據知識庫匹配原則對報文數據進行診斷和分析；并應用已知停電事件過濾、數據存儲及參數控制技術生成配變缺相告警診斷結果；生成的配變缺相告警診斷結果將通過輸出匹配處理發布配變缺相事件，同時并將診斷的缺相事件以短信發布形式發送于搶修人員手機中。

圖1智能診斷系統工作原理圖

1.2系統交互情況

為了實現配變缺相告警的智能診斷，配變缺相告警智能診斷系統需與多個系統進行交互，獲取配變缺相相關線路及配變綜合信息。系統交互情況如圖2所示，系統首先需從計量自動化系統主站獲取配變缺相告警報文，獲取缺相告警報文后需通過訪問準實時數據系統獲取缺相配變及其所屬線路ID，并通過設備ID訪問配網自動化系統獲取線路單線圖、電流及其他有效信息。

系統還得通過訪問調度告警信息智能診斷系統獲取缺相配變所屬線路出線開關、自動化開關、故障指示器等告警信息，用于分析已知的停電事件，同時也通過訪問營銷系統停電信息池來獲取其他一些已知的停電事件。對于某個區域多臺配變發生缺相的事件，系統還得通過訪問配網地理信息系統獲取配變間的拓撲關系，用于分析上游線路可能發生斷線的開關。

最后，系統診斷出的配變缺相事件將通過配網生產管理系統發布，生成搶修工單，同時將缺相事件推送至營銷系統停電信息池及發送短信至搶修人員手機中，達到快速發現事件目的，提高搶修效率。

圖2系統交互情況圖

2系統軟件總體設計

2.1系統軟件架構

本系統軟件采用3層典型架構模式：表現層、中間業務層及數據層。表現層為系統顯示的用戶界面，用于顯示系統診斷的結果及相關數據；中間業務層為各功能模塊，用于處理配變缺相告警報文，實現數據交互、處理和分析；數據層為系統軟件的底層數據庫，用于對相關數據進行保存。圖3為系統軟件架構圖：

圖3系統軟件架構

2.2系統軟件主要功能模塊

2.2.1報文并組處理模塊。對于配變缺相時所產生的告警報文，系統將剔除重復的報文，篩選出有效的配變缺相告警報文。同時根據報文相關信息進行并組處理，如果報文的類型為停電，則將該報文記錄單獨成為一組；如果報文的類型為復電，則與相應復電時間為空的記錄進行并組，如未有相應記錄則將該報文記錄單獨成為一組。

2.2.2報文異常分析模塊。系統對產生缺相報文的配變其20天內及90內所發出的缺相報文數進行統計，對于其頻發數超過一定數值的配變將其告警報文定義為異常；同時對停電時間為空及配變同一發生時間前后15分鐘內存在多條記錄的報文，則也將其定義為異常

事件。

2.2.3停電原因分析模塊。系統根據配變所屬線路出線開關、自動化開關、故障指示器、變電站失壓、重合閘、配變失壓等信息，對非異常的配變缺相報文進行停電原因分析，用于分析已知的配變缺相停電事件，該類事件將不再生成搶修工單和發送短信。如變電站發生失壓，則將停電原因定義為事故停電；出線開關或自動化開關動作跳閘，則將停電原因定義為永久故障；出線開關或自動化開關動作跳閘并重合，則將停電原因定義為瞬時故障；線路重合閘退出，則將停電原因定義為帶電接口；配變缺相報文停復電時間相差較短，則將停電原因定義為短時動作。

2.2.4告警綜合判斷模塊。對于未知的配變缺相事件，即停電原因為空的配變缺相報文，系統將進行告警綜合判斷。對于單臺配變診斷出發生缺相告警事件，系統將生成搶修工單并發送短信給運行人員手機，對于某個區域多臺配變診斷出發生缺相告警事件，除生成搶修工單和發送短信給運行人員手機外，系統還將根據配變的拓撲關系，分析發生缺相事件的配變上游線路有可能發生斷線的開關。

3系統應用效果

配變缺相告警智能診斷系統已在佛山局得到了廣泛的應用，該系統已能夠對佛山地區發生的配變缺相事件進行實時監控和進行智能診斷分析，并及時進行缺相事件發布生成搶修工單和發送短信，全過程無需人工參與，大大提高了效率，達到了為員工減負和提高供電可靠性目的。

2014年5月22日系統診斷出籮行站10kV722高安線共有6臺配變發生缺相并進行了缺相事件發布，系統根據線路單線圖的拓撲關系，定位了上游故障停電開關為干線9T2開關發生故障，系統診斷分析如圖4所示：

圖4系統診斷分析圖

系統根據配變缺相事件生成了搶修工單并發送短信給搶修人員，為停電事件的搶修提供了指導，縮短了故障查找和客戶停電時間，大大提高了用戶供電可靠性。圖5為當時配網缺相事件生成的搶修工單：

圖5配變缺相事件搶修工單圖

4結語

本文針對目前配變缺相人工分析存在的不足，開發了一套配變缺相告警智能診斷系統。該系統能夠實現對配變缺相進行實時監測并進行智能診斷分析，全過程無需人工參與，大大提高了工作效率和供電可靠性，對配網運行具有強大的支撐作用，具有良好的經濟和社會效益推廣價值。

參考文獻

[1]?楊萌．10kV配電變壓斷線運行分析[J]．黑龍江電力，

?2012，34（3）．

[2]?徐紅喜，封波，李紅，等．一起10kV線路單相斷線故

?障分析[J]．江蘇電機工程，2012，31（6）．

[3]?楊洪波，任小炯．變壓器斷線對用電設備的影響[J]．

?電力學報，2001，16（4）．

作者簡介：吳樹鴻（1977—），男，廣東電網公司佛山供電局工程師，研究方向：配電網運行。

摘要：文章針對目前配變發生缺相事件時，人工根據告警報文進行分析既費時又費力等不足，開發了一套配變缺相告警智能診斷系統。該系統不能能夠實現對配變缺相事件進行實時監測，還能對缺相告警報文進行智能診斷分析，通過應用表明，該系統能夠實現配變缺相事件的實時監測及快速復電，大大提高了供電可靠性。

關鍵詞：配電網；配變缺相；智能診斷；實時監測；系統設計

中圖分類號：TM421文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0016-03

配電變壓器處于電力系統的最末端，其設備運行水平直接影響客戶的供電可靠性。當配變發生缺相時，將對低壓用戶的供電造成重要影響，特別是對于用戶所使用的三相電機，配變缺相所造成的不平衡電壓和電流將會使其發熱，長久運行將可能導致設備損壞。因此，當配變發生缺相時，需對配變進行立即修復，盡快恢復用戶的正常供電和避免造成用戶設備的損失。

當配變發生缺相時，計量自動化系統將產生配變缺相告警，該告警能夠很好地彌補配變缺相時調度實時監控系統無法監控到相應事件現象的缺點。但由于計量自動化系統除產生配變缺相告警外，還將產生其他很多信息告警，并且存在很多干擾信號，如果通過人工進行過濾、分析、診斷告警信息，需要耗費大量的人力及物力。特別是在惡劣天氣情況下，計量自動化系統主站將迅速涌現出大量的告警信息，在短時間內診斷出配變缺相事件將是一件非常困難的事情。因此，通過人工分析配變缺相告警來實現故障事件的診斷既費時又費力，很難付諸于應用。基于此，很有必要開發一種配變缺相告警智能診斷系統來代替人工分析，達到高效、快速、準確的目的。

1系統工作原理及交互情況

1.1工作原理

配變缺相告警智能診斷系統工作原理如圖1所示，當配變發生缺相或缺相恢復時，其告警報文將通過GPRS裝置發送至計量自動化系統主站，計量自動化系統主站將通過ETL主動推送方式將報文送至配變缺相告警智能診斷系統；系統將對其進行報文數據并組，同時根據知識庫匹配原則對報文數據進行診斷和分析；并應用已知停電事件過濾、數據存儲及參數控制技術生成配變缺相告警診斷結果；生成的配變缺相告警診斷結果將通過輸出匹配處理發布配變缺相事件，同時并將診斷的缺相事件以短信發布形式發送于搶修人員手機中。

圖1智能診斷系統工作原理圖

1.2系統交互情況

為了實現配變缺相告警的智能診斷，配變缺相告警智能診斷系統需與多個系統進行交互，獲取配變缺相相關線路及配變綜合信息。系統交互情況如圖2所示，系統首先需從計量自動化系統主站獲取配變缺相告警報文，獲取缺相告警報文后需通過訪問準實時數據系統獲取缺相配變及其所屬線路ID，并通過設備ID訪問配網自動化系統獲取線路單線圖、電流及其他有效信息。

系統還得通過訪問調度告警信息智能診斷系統獲取缺相配變所屬線路出線開關、自動化開關、故障指示器等告警信息，用于分析已知的停電事件，同時也通過訪問營銷系統停電信息池來獲取其他一些已知的停電事件。對于某個區域多臺配變發生缺相的事件，系統還得通過訪問配網地理信息系統獲取配變間的拓撲關系，用于分析上游線路可能發生斷線的開關。

最后，系統診斷出的配變缺相事件將通過配網生產管理系統發布，生成搶修工單，同時將缺相事件推送至營銷系統停電信息池及發送短信至搶修人員手機中，達到快速發現事件目的，提高搶修效率。

圖2系統交互情況圖

2系統軟件總體設計

2.1系統軟件架構

本系統軟件采用3層典型架構模式：表現層、中間業務層及數據層。表現層為系統顯示的用戶界面，用于顯示系統診斷的結果及相關數據；中間業務層為各功能模塊，用于處理配變缺相告警報文，實現數據交互、處理和分析；數據層為系統軟件的底層數據庫，用于對相關數據進行保存。圖3為系統軟件架構圖：

圖3系統軟件架構

2.2系統軟件主要功能模塊

2.2.1報文并組處理模塊。對于配變缺相時所產生的告警報文，系統將剔除重復的報文，篩選出有效的配變缺相告警報文。同時根據報文相關信息進行并組處理，如果報文的類型為停電，則將該報文記錄單獨成為一組；如果報文的類型為復電，則與相應復電時間為空的記錄進行并組，如未有相應記錄則將該報文記錄單獨成為一組。

2.2.2報文異常分析模塊。系統對產生缺相報文的配變其20天內及90內所發出的缺相報文數進行統計，對于其頻發數超過一定數值的配變將其告警報文定義為異常；同時對停電時間為空及配變同一發生時間前后15分鐘內存在多條記錄的報文，則也將其定義為異常

事件。

2.2.3停電原因分析模塊。系統根據配變所屬線路出線開關、自動化開關、故障指示器、變電站失壓、重合閘、配變失壓等信息，對非異常的配變缺相報文進行停電原因分析，用于分析已知的配變缺相停電事件，該類事件將不再生成搶修工單和發送短信。如變電站發生失壓，則將停電原因定義為事故停電；出線開關或自動化開關動作跳閘，則將停電原因定義為永久故障；出線開關或自動化開關動作跳閘并重合，則將停電原因定義為瞬時故障；線路重合閘退出，則將停電原因定義為帶電接口；配變缺相報文停復電時間相差較短，則將停電原因定義為短時動作。

2.2.4告警綜合判斷模塊。對于未知的配變缺相事件，即停電原因為空的配變缺相報文，系統將進行告警綜合判斷。對于單臺配變診斷出發生缺相告警事件，系統將生成搶修工單并發送短信給運行人員手機，對于某個區域多臺配變診斷出發生缺相告警事件，除生成搶修工單和發送短信給運行人員手機外，系統還將根據配變的拓撲關系，分析發生缺相事件的配變上游線路有可能發生斷線的開關。

3系統應用效果

配變缺相告警智能診斷系統已在佛山局得到了廣泛的應用，該系統已能夠對佛山地區發生的配變缺相事件進行實時監控和進行智能診斷分析，并及時進行缺相事件發布生成搶修工單和發送短信，全過程無需人工參與，大大提高了效率，達到了為員工減負和提高供電可靠性目的。

2014年5月22日系統診斷出籮行站10kV722高安線共有6臺配變發生缺相并進行了缺相事件發布，系統根據線路單線圖的拓撲關系，定位了上游故障停電開關為干線9T2開關發生故障，系統診斷分析如圖4所示：

圖4系統診斷分析圖

系統根據配變缺相事件生成了搶修工單并發送短信給搶修人員，為停電事件的搶修提供了指導，縮短了故障查找和客戶停電時間，大大提高了用戶供電可靠性。圖5為當時配網缺相事件生成的搶修工單：

圖5配變缺相事件搶修工單圖

4結語

本文針對目前配變缺相人工分析存在的不足，開發了一套配變缺相告警智能診斷系統。該系統能夠實現對配變缺相進行實時監測并進行智能診斷分析，全過程無需人工參與，大大提高了工作效率和供電可靠性，對配網運行具有強大的支撐作用，具有良好的經濟和社會效益推廣價值。

參考文獻

[1]?楊萌．10kV配電變壓斷線運行分析[J]．黑龍江電力，

?2012，34（3）．

[2]?徐紅喜，封波，李紅，等．一起10kV線路單相斷線故

?障分析[J]．江蘇電機工程，2012，31（6）．

[3]?楊洪波，任小炯．變壓器斷線對用電設備的影響[J]．

?電力學報，2001，16（4）．

作者簡介：吳樹鴻（1977—），男，廣東電網公司佛山供電局工程師，研究方向：配電網運行。