一种配变缺相告警智能诊断系统的设计与实现

吴树鸿+陆锦培+杜飞强

摘要：文章针对目前配变发生缺相事件时，人工根据告警报文进行分析既费时又费力等不足，开发了一套配变缺相告警智能诊断系统。该系统不能能够实现对配变缺相事件进行实时监测，还能对缺相告警报文进行智能诊断分析，通过应用表明，该系统能够实现配变缺相事件的实时监测及快速复电，大大提高了供电可靠性。

关键词：配电网；配变缺相；智能诊断；实时监测；系统设计

中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0016-03

配电变压器处于电力系统的最末端，其设备运行水平直接影响客户的供电可靠性。当配变发生缺相时，将对低压用户的供电造成重要影响，特别是对于用户所使用的三相电机，配变缺相所造成的不平衡电压和电流将会使其发热，长久运行将可能导致设备损坏。因此，当配变发生缺相时，需对配变进行立即修复，尽快恢复用户的正常供电和避免造成用户设备的损失。

当配变发生缺相时，计量自动化系统将产生配变缺相告警，该告警能够很好地弥补配变缺相时调度实时监控系统无法监控到相应事件现象的缺点。但由于计量自动化系统除产生配变缺相告警外，还将产生其他很多信息告警，并且存在很多干扰信号，如果通过人工进行过滤、分析、诊断告警信息，需要耗费大量的人力及物力。特别是在恶劣天气情况下，计量自动化系统主站将迅速涌现出大量的告警信息，在短时间内诊断出配变缺相事件将是一件非常困难的事情。因此，通过人工分析配变缺相告警来实现故障事件的诊断既费时又费力，很难付诸于应用。基于此，很有必要开发一种配变缺相告警智能诊断系统来代替人工分析，达到高效、快速、准确的目的。

1系统工作原理及交互情况

1.1工作原理

配变缺相告警智能诊断系统工作原理如图1所示，当配变发生缺相或缺相恢复时，其告警报文将通过GPRS装置发送至计量自动化系统主站，计量自动化系统主站将通过ETL主动推送方式将报文送至配变缺相告警智能诊断系统；系统将对其进行报文数据并组，同时根据知识库匹配原则对报文数据进行诊断和分析；并应用已知停电事件过滤、数据存储及参数控制技术生成配变缺相告警诊断结果；生成的配变缺相告警诊断结果将通过输出匹配处理发布配变缺相事件，同时并将诊断的缺相事件以短信发布形式发送于抢修人员手机中。

图1智能诊断系统工作原理图

1.2系统交互情况

为了实现配变缺相告警的智能诊断，配变缺相告警智能诊断系统需与多个系统进行交互，获取配变缺相相关线路及配变综合信息。系统交互情况如图2所示，系统首先需从计量自动化系统主站获取配变缺相告警报文，获取缺相告警报文后需通过访问准实时数据系统获取缺相配变及其所属线路ID，并通过设备ID访问配网自动化系统获取线路单线图、电流及其他有效信息。

系统还得通过访问调度告警信息智能诊断系统获取缺相配变所属线路出线开关、自动化开关、故障指示器等告警信息，用于分析已知的停电事件，同时也通过访问营销系统停电信息池来获取其他一些已知的停电事件。对于某个区域多台配变发生缺相的事件，系统还得通过访问配网地理信息系统获取配变间的拓扑关系，用于分析上游线路可能发生断线的开关。

最后，系统诊断出的配变缺相事件将通过配网生产管理系统发布，生成抢修工单，同时将缺相事件推送至营销系统停电信息池及发送短信至抢修人员手机中，达到快速发现事件目的，提高抢修效率。

图2系统交互情况图

2系统软件总体设计

2.1系统软件架构

本系统软件采用3层典型架构模式：表现层、中间业务层及数据层。表现层为系统显示的用户界面，用于显示系统诊断的结果及相关数据；中间业务层为各功能模块，用于处理配变缺相告警报文，实现数据交互、处理和分析；数据层为系统软件的底层数据库，用于对相关数据进行保存。图3为系统软件架构图：

图3系统软件架构

2.2系统软件主要功能模块

2.2.1报文并组处理模块。对于配变缺相时所产生的告警报文，系统将剔除重复的报文，筛选出有效的配变缺相告警报文。同时根据报文相关信息进行并组处理，如果报文的类型为停电，则将该报文记录单独成为一组；如果报文的类型为复电，则与相应复电时间为空的记录进行并组，如未有相应记录则将该报文记录单独成为一组。

2.2.2报文异常分析模块。系统对产生缺相报文的配变其20天内及90内所发出的缺相报文数进行统计，对于其频发数超过一定数值的配变将其告警报文定义为异常；同时对停电时间为空及配变同一发生时间前后15分钟内存在多条记录的报文，则也将其定义为异常

事件。

2.2.3停电原因分析模块。系统根据配变所属线路出线开关、自动化开关、故障指示器、变电站失压、重合闸、配变失压等信息，对非异常的配变缺相报文进行停电原因分析，用于分析已知的配变缺相停电事件，该类事件将不再生成抢修工单和发送短信。如变电站发生失压，则将停电原因定义为事故停电；出线开关或自动化开关动作跳闸，则将停电原因定义为永久故障；出线开关或自动化开关动作跳闸并重合，则将停电原因定义为瞬时故障；线路重合闸退出，则将停电原因定义为带电接口；配变缺相报文停复电时间相差较短，则将停电原因定义为短时动作。

2.2.4告警综合判断模块。对于未知的配变缺相事件，即停电原因为空的配变缺相报文，系统将进行告警综合判断。对于单台配变诊断出发生缺相告警事件，系统将生成抢修工单并发送短信给运行人员手机，对于某个区域多台配变诊断出发生缺相告警事件，除生成抢修工单和发送短信给运行人员手机外，系统还将根据配变的拓扑关系，分析发生缺相事件的配变上游线路有可能发生断线的开关。

3系统应用效果

配变缺相告警智能诊断系统已在佛山局得到了广泛的应用，该系统已能够对佛山地区发生的配变缺相事件进行实时监控和进行智能诊断分析，并及时进行缺相事件发布生成抢修工单和发送短信，全过程无需人工参与，大大提高了效率，达到了为员工减负和提高供电可靠性目的。

2014年5月22日系统诊断出箩行站10kV722高安线共有6台配变发生缺相并进行了缺相事件发布，系统根据线路单线图的拓扑关系，定位了上游故障停电开关为干线9T2开关发生故障，系统诊断分析如图4所示：

图4系统诊断分析图

系统根据配变缺相事件生成了抢修工单并发送短信给抢修人员，为停电事件的抢修提供了指导，缩短了故障查找和客户停电时间，大大提高了用户供电可靠性。图5为当时配网缺相事件生成的抢修工单：

图5配变缺相事件抢修工单图

4结语

本文针对目前配变缺相人工分析存在的不足，开发了一套配变缺相告警智能诊断系统。该系统能够实现对配变缺相进行实时监测并进行智能诊断分析，全过程无需人工参与，大大提高了工作效率和供电可靠性，对配网运行具有强大的支撑作用，具有良好的经济和社会效益推广价值。

参考文献

[1] 杨萌．10kV配电变压断线运行分析[J]．黑龙江电力，

 2012，34（3）．

[2] 徐红喜，封波，李红，等．一起10kV线路单相断线故

 障分析[J]．江苏电机工程，2012，31（6）．

[3] 杨洪波，任小炯．变压器断线对用电设备的影响[J]．

 电力学报，2001，16（4）．

作者简介：吴树鸿（1977—），男，广东电网公司佛山供电局工程师，研究方向：配电网运行。

摘要：文章针对目前配变发生缺相事件时，人工根据告警报文进行分析既费时又费力等不足，开发了一套配变缺相告警智能诊断系统。该系统不能能够实现对配变缺相事件进行实时监测，还能对缺相告警报文进行智能诊断分析，通过应用表明，该系统能够实现配变缺相事件的实时监测及快速复电，大大提高了供电可靠性。

关键词：配电网；配变缺相；智能诊断；实时监测；系统设计

中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0016-03

配电变压器处于电力系统的最末端，其设备运行水平直接影响客户的供电可靠性。当配变发生缺相时，将对低压用户的供电造成重要影响，特别是对于用户所使用的三相电机，配变缺相所造成的不平衡电压和电流将会使其发热，长久运行将可能导致设备损坏。因此，当配变发生缺相时，需对配变进行立即修复，尽快恢复用户的正常供电和避免造成用户设备的损失。

当配变发生缺相时，计量自动化系统将产生配变缺相告警，该告警能够很好地弥补配变缺相时调度实时监控系统无法监控到相应事件现象的缺点。但由于计量自动化系统除产生配变缺相告警外，还将产生其他很多信息告警，并且存在很多干扰信号，如果通过人工进行过滤、分析、诊断告警信息，需要耗费大量的人力及物力。特别是在恶劣天气情况下，计量自动化系统主站将迅速涌现出大量的告警信息，在短时间内诊断出配变缺相事件将是一件非常困难的事情。因此，通过人工分析配变缺相告警来实现故障事件的诊断既费时又费力，很难付诸于应用。基于此，很有必要开发一种配变缺相告警智能诊断系统来代替人工分析，达到高效、快速、准确的目的。

1系统工作原理及交互情况

1.1工作原理

配变缺相告警智能诊断系统工作原理如图1所示，当配变发生缺相或缺相恢复时，其告警报文将通过GPRS装置发送至计量自动化系统主站，计量自动化系统主站将通过ETL主动推送方式将报文送至配变缺相告警智能诊断系统；系统将对其进行报文数据并组，同时根据知识库匹配原则对报文数据进行诊断和分析；并应用已知停电事件过滤、数据存储及参数控制技术生成配变缺相告警诊断结果；生成的配变缺相告警诊断结果将通过输出匹配处理发布配变缺相事件，同时并将诊断的缺相事件以短信发布形式发送于抢修人员手机中。

图1智能诊断系统工作原理图

1.2系统交互情况

为了实现配变缺相告警的智能诊断，配变缺相告警智能诊断系统需与多个系统进行交互，获取配变缺相相关线路及配变综合信息。系统交互情况如图2所示，系统首先需从计量自动化系统主站获取配变缺相告警报文，获取缺相告警报文后需通过访问准实时数据系统获取缺相配变及其所属线路ID，并通过设备ID访问配网自动化系统获取线路单线图、电流及其他有效信息。

系统还得通过访问调度告警信息智能诊断系统获取缺相配变所属线路出线开关、自动化开关、故障指示器等告警信息，用于分析已知的停电事件，同时也通过访问营销系统停电信息池来获取其他一些已知的停电事件。对于某个区域多台配变发生缺相的事件，系统还得通过访问配网地理信息系统获取配变间的拓扑关系，用于分析上游线路可能发生断线的开关。

最后，系统诊断出的配变缺相事件将通过配网生产管理系统发布，生成抢修工单，同时将缺相事件推送至营销系统停电信息池及发送短信至抢修人员手机中，达到快速发现事件目的，提高抢修效率。

图2系统交互情况图

2系统软件总体设计

2.1系统软件架构

本系统软件采用3层典型架构模式：表现层、中间业务层及数据层。表现层为系统显示的用户界面，用于显示系统诊断的结果及相关数据；中间业务层为各功能模块，用于处理配变缺相告警报文，实现数据交互、处理和分析；数据层为系统软件的底层数据库，用于对相关数据进行保存。图3为系统软件架构图：

图3系统软件架构

2.2系统软件主要功能模块

2.2.1报文并组处理模块。对于配变缺相时所产生的告警报文，系统将剔除重复的报文，筛选出有效的配变缺相告警报文。同时根据报文相关信息进行并组处理，如果报文的类型为停电，则将该报文记录单独成为一组；如果报文的类型为复电，则与相应复电时间为空的记录进行并组，如未有相应记录则将该报文记录单独成为一组。

2.2.2报文异常分析模块。系统对产生缺相报文的配变其20天内及90内所发出的缺相报文数进行统计，对于其频发数超过一定数值的配变将其告警报文定义为异常；同时对停电时间为空及配变同一发生时间前后15分钟内存在多条记录的报文，则也将其定义为异常

事件。

2.2.3停电原因分析模块。系统根据配变所属线路出线开关、自动化开关、故障指示器、变电站失压、重合闸、配变失压等信息，对非异常的配变缺相报文进行停电原因分析，用于分析已知的配变缺相停电事件，该类事件将不再生成抢修工单和发送短信。如变电站发生失压，则将停电原因定义为事故停电；出线开关或自动化开关动作跳闸，则将停电原因定义为永久故障；出线开关或自动化开关动作跳闸并重合，则将停电原因定义为瞬时故障；线路重合闸退出，则将停电原因定义为带电接口；配变缺相报文停复电时间相差较短，则将停电原因定义为短时动作。

2.2.4告警综合判断模块。对于未知的配变缺相事件，即停电原因为空的配变缺相报文，系统将进行告警综合判断。对于单台配变诊断出发生缺相告警事件，系统将生成抢修工单并发送短信给运行人员手机，对于某个区域多台配变诊断出发生缺相告警事件，除生成抢修工单和发送短信给运行人员手机外，系统还将根据配变的拓扑关系，分析发生缺相事件的配变上游线路有可能发生断线的开关。

3系统应用效果

配变缺相告警智能诊断系统已在佛山局得到了广泛的应用，该系统已能够对佛山地区发生的配变缺相事件进行实时监控和进行智能诊断分析，并及时进行缺相事件发布生成抢修工单和发送短信，全过程无需人工参与，大大提高了效率，达到了为员工减负和提高供电可靠性目的。

2014年5月22日系统诊断出箩行站10kV722高安线共有6台配变发生缺相并进行了缺相事件发布，系统根据线路单线图的拓扑关系，定位了上游故障停电开关为干线9T2开关发生故障，系统诊断分析如图4所示：

图4系统诊断分析图

系统根据配变缺相事件生成了抢修工单并发送短信给抢修人员，为停电事件的抢修提供了指导，缩短了故障查找和客户停电时间，大大提高了用户供电可靠性。图5为当时配网缺相事件生成的抢修工单：

图5配变缺相事件抢修工单图

4结语

本文针对目前配变缺相人工分析存在的不足，开发了一套配变缺相告警智能诊断系统。该系统能够实现对配变缺相进行实时监测并进行智能诊断分析，全过程无需人工参与，大大提高了工作效率和供电可靠性，对配网运行具有强大的支撑作用，具有良好的经济和社会效益推广价值。

参考文献

[1] 杨萌．10kV配电变压断线运行分析[J]．黑龙江电力，

 2012，34（3）．

[2] 徐红喜，封波，李红，等．一起10kV线路单相断线故

 障分析[J]．江苏电机工程，2012，31（6）．

[3] 杨洪波，任小炯．变压器断线对用电设备的影响[J]．

 电力学报，2001，16（4）．

作者简介：吴树鸿（1977—），男，广东电网公司佛山供电局工程师，研究方向：配电网运行。

摘要：文章针对目前配变发生缺相事件时，人工根据告警报文进行分析既费时又费力等不足，开发了一套配变缺相告警智能诊断系统。该系统不能能够实现对配变缺相事件进行实时监测，还能对缺相告警报文进行智能诊断分析，通过应用表明，该系统能够实现配变缺相事件的实时监测及快速复电，大大提高了供电可靠性。

关键词：配电网；配变缺相；智能诊断；实时监测；系统设计

中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0016-03

配电变压器处于电力系统的最末端，其设备运行水平直接影响客户的供电可靠性。当配变发生缺相时，将对低压用户的供电造成重要影响，特别是对于用户所使用的三相电机，配变缺相所造成的不平衡电压和电流将会使其发热，长久运行将可能导致设备损坏。因此，当配变发生缺相时，需对配变进行立即修复，尽快恢复用户的正常供电和避免造成用户设备的损失。

当配变发生缺相时，计量自动化系统将产生配变缺相告警，该告警能够很好地弥补配变缺相时调度实时监控系统无法监控到相应事件现象的缺点。但由于计量自动化系统除产生配变缺相告警外，还将产生其他很多信息告警，并且存在很多干扰信号，如果通过人工进行过滤、分析、诊断告警信息，需要耗费大量的人力及物力。特别是在恶劣天气情况下，计量自动化系统主站将迅速涌现出大量的告警信息，在短时间内诊断出配变缺相事件将是一件非常困难的事情。因此，通过人工分析配变缺相告警来实现故障事件的诊断既费时又费力，很难付诸于应用。基于此，很有必要开发一种配变缺相告警智能诊断系统来代替人工分析，达到高效、快速、准确的目的。

1系统工作原理及交互情况

1.1工作原理

配变缺相告警智能诊断系统工作原理如图1所示，当配变发生缺相或缺相恢复时，其告警报文将通过GPRS装置发送至计量自动化系统主站，计量自动化系统主站将通过ETL主动推送方式将报文送至配变缺相告警智能诊断系统；系统将对其进行报文数据并组，同时根据知识库匹配原则对报文数据进行诊断和分析；并应用已知停电事件过滤、数据存储及参数控制技术生成配变缺相告警诊断结果；生成的配变缺相告警诊断结果将通过输出匹配处理发布配变缺相事件，同时并将诊断的缺相事件以短信发布形式发送于抢修人员手机中。

图1智能诊断系统工作原理图

1.2系统交互情况

为了实现配变缺相告警的智能诊断，配变缺相告警智能诊断系统需与多个系统进行交互，获取配变缺相相关线路及配变综合信息。系统交互情况如图2所示，系统首先需从计量自动化系统主站获取配变缺相告警报文，获取缺相告警报文后需通过访问准实时数据系统获取缺相配变及其所属线路ID，并通过设备ID访问配网自动化系统获取线路单线图、电流及其他有效信息。

系统还得通过访问调度告警信息智能诊断系统获取缺相配变所属线路出线开关、自动化开关、故障指示器等告警信息，用于分析已知的停电事件，同时也通过访问营销系统停电信息池来获取其他一些已知的停电事件。对于某个区域多台配变发生缺相的事件，系统还得通过访问配网地理信息系统获取配变间的拓扑关系，用于分析上游线路可能发生断线的开关。

最后，系统诊断出的配变缺相事件将通过配网生产管理系统发布，生成抢修工单，同时将缺相事件推送至营销系统停电信息池及发送短信至抢修人员手机中，达到快速发现事件目的，提高抢修效率。

图2系统交互情况图

2系统软件总体设计

2.1系统软件架构

本系统软件采用3层典型架构模式：表现层、中间业务层及数据层。表现层为系统显示的用户界面，用于显示系统诊断的结果及相关数据；中间业务层为各功能模块，用于处理配变缺相告警报文，实现数据交互、处理和分析；数据层为系统软件的底层数据库，用于对相关数据进行保存。图3为系统软件架构图：

图3系统软件架构

2.2系统软件主要功能模块

2.2.1报文并组处理模块。对于配变缺相时所产生的告警报文，系统将剔除重复的报文，筛选出有效的配变缺相告警报文。同时根据报文相关信息进行并组处理，如果报文的类型为停电，则将该报文记录单独成为一组；如果报文的类型为复电，则与相应复电时间为空的记录进行并组，如未有相应记录则将该报文记录单独成为一组。

2.2.2报文异常分析模块。系统对产生缺相报文的配变其20天内及90内所发出的缺相报文数进行统计，对于其频发数超过一定数值的配变将其告警报文定义为异常；同时对停电时间为空及配变同一发生时间前后15分钟内存在多条记录的报文，则也将其定义为异常

事件。

2.2.3停电原因分析模块。系统根据配变所属线路出线开关、自动化开关、故障指示器、变电站失压、重合闸、配变失压等信息，对非异常的配变缺相报文进行停电原因分析，用于分析已知的配变缺相停电事件，该类事件将不再生成抢修工单和发送短信。如变电站发生失压，则将停电原因定义为事故停电；出线开关或自动化开关动作跳闸，则将停电原因定义为永久故障；出线开关或自动化开关动作跳闸并重合，则将停电原因定义为瞬时故障；线路重合闸退出，则将停电原因定义为带电接口；配变缺相报文停复电时间相差较短，则将停电原因定义为短时动作。

2.2.4告警综合判断模块。对于未知的配变缺相事件，即停电原因为空的配变缺相报文，系统将进行告警综合判断。对于单台配变诊断出发生缺相告警事件，系统将生成抢修工单并发送短信给运行人员手机，对于某个区域多台配变诊断出发生缺相告警事件，除生成抢修工单和发送短信给运行人员手机外，系统还将根据配变的拓扑关系，分析发生缺相事件的配变上游线路有可能发生断线的开关。

3系统应用效果

配变缺相告警智能诊断系统已在佛山局得到了广泛的应用，该系统已能够对佛山地区发生的配变缺相事件进行实时监控和进行智能诊断分析，并及时进行缺相事件发布生成抢修工单和发送短信，全过程无需人工参与，大大提高了效率，达到了为员工减负和提高供电可靠性目的。

2014年5月22日系统诊断出箩行站10kV722高安线共有6台配变发生缺相并进行了缺相事件发布，系统根据线路单线图的拓扑关系，定位了上游故障停电开关为干线9T2开关发生故障，系统诊断分析如图4所示：

图4系统诊断分析图

系统根据配变缺相事件生成了抢修工单并发送短信给抢修人员，为停电事件的抢修提供了指导，缩短了故障查找和客户停电时间，大大提高了用户供电可靠性。图5为当时配网缺相事件生成的抢修工单：

图5配变缺相事件抢修工单图

4结语

本文针对目前配变缺相人工分析存在的不足，开发了一套配变缺相告警智能诊断系统。该系统能够实现对配变缺相进行实时监测并进行智能诊断分析，全过程无需人工参与，大大提高了工作效率和供电可靠性，对配网运行具有强大的支撑作用，具有良好的经济和社会效益推广价值。

参考文献

[1] 杨萌．10kV配电变压断线运行分析[J]．黑龙江电力，

 2012，34（3）．

[2] 徐红喜，封波，李红，等．一起10kV线路单相断线故

 障分析[J]．江苏电机工程，2012，31（6）．

[3] 杨洪波，任小炯．变压器断线对用电设备的影响[J]．

 电力学报，2001，16（4）．

作者简介：吴树鸿（1977—），男，广东电网公司佛山供电局工程师，研究方向：配电网运行。