基于计量自动化系统实现变电站异常计量点自动诊断研究

基于计量自动化系统实现变电站异常计量点自动诊断研究

郑泽彬

郑泽彬

（广东电网有限责任公司潮州供电局广东潮州521000）

摘要：文章提出一种利用计量自动化系统采集的电能量数据，通过变电站母线电量不平衡率和变压器损耗数据的内在关系，实现针对变电站中数据出现异常计量点的自动诊断和快速定位的方法。该方法帮助电力企业减少不必要的损失，提高其经济效益。

关键词：计量自动化；不平衡；异常计量；诊断

引言

计量自动化系统是各类不同作用的系统联合构成的数据监测、统计以及分析变电站等用户配电侧和发电侧的各类信息的系统。该系统具备计量和通信、采集等多方面功能，其低压集抄和配变监测以及负荷管理等各项工作在计量自动化系统运行过程中发挥了重要作用。通过合理应用计量自动化系统，可以就其各项实时数据等开实时采集和细化分析，在此基础上做出各项总结判断，可以及时查找出计量装置存在的故障，推动各项问题及时解决，对保障计量装置正常运行具有重要作用。

1自动诊断及定位依靠的关键性指标

1.1母线电量不平衡率

计量自动化系统中判断变电站计量点电量数据异常主要依据不同电压等级的母线电量不平衡率。标准母线电量不平衡率计算方法为公式1。

（1）

通过上式，我们可以看到，母线电量不平衡率反应的是变电站内母线输入电量与输出电量之间的关系，根据理论线损的要求，目前不同的电压等级给定的母线电量不平衡率的判别标准为：220kV及以上母线电量不平衡率在±1%范围内视为合格；110kV及以下母线电量不平衡率在±2%内视为合格。计量回路出现故障时，该计量采集点的故障就直接反映到电量数据上，而输入、输出的电量变化，会影响到母线电量不平衡率的大小。因此，依靠变电站母线电量不平衡率数值的变化，可初步判断变电站的计量点可能出现故障。

1.2变压器损耗率

变压器损耗是计量自动化系统中数据统计分析另一个重要指标参数，实际应用中不同电压等级的变电站所采用的变压器形式不统一，但变压器损耗计算的原理是一致的，因此以220kV电压等级变电站的三绕组低压侧单分支的变压器为例来说明变压器损耗在计量自动化系统中的计算方法，变压器的线损电量为流入主变的电量与流出主变的电量之差，变压器损耗率为变压器的线损电量除以流入主变的电量再乘以100%。220kV变压器损耗计算示意图如图1所示。

图1220kV变压器损耗计算示意图

根据变压器损耗率的定义，图1所示的变压器的损耗率应是流过主变三侧，即211断路器、111断路器、011断路器的正向电量之和减去其反向电量之和，再除以正向电量之和，具体见公式2。

（2）

2自动诊断及快速定位的原理

在变电站内，某一计量点出现故障的原因多是由二次设备电压或电流回路接触不良而导致的失压或失流，且这一过程不是完全连续出现的，这导致在故障出现的短期时间内我们单从终端上传的数据是难以判断出是哪一个计量点出现故障或异常。因此如果计量自动化系统能实现针对异常数据的实时监控和分析，即针对异常数据的自动诊断功能，可大大提高工作效率和保证电能量数据的准确性。

计量自动化系统目前已经融合了全网的电能量数据，是电网电能量统计的大数据平台，利用该平台的数据统计分析功能和数据采集分析功能，充分利用母线电量不平衡率、主变电量损耗、联络线线损、馈线线损等指标，综合母线、主变、联络线、馈线之间内在的网络关系，逐步缩小数据错误的查找范围，再对可疑线路的计量点上送电量质量逐项进行筛选，从而定位出故障计量点线路，具体实现流程如图2所示。

图2异常计量点自动诊断及定位流程图

根据图2所示的异常计量点自动诊断及定位流程图可以看出，通过计量自动化系统数据分析功能来实现自动判断变电站异常计量点主要有两大分支流程。

2.1母线电量不平衡率异常时自动诊断及定位流程

母线电量的不平衡率异常时，汇总母线电量不平衡率异常数据，然后从母线电量不平衡率异常的计量点采集是否完整出发，如果存在不完整的采集点，则确定缺失数据的计量点为异常点（即图中的①逻辑）；如果采集点数据是完整的，则需要进一步判断变压器损耗是否平衡，若该变压器损耗不平衡，则可以断定母线电量不平衡率异常侧的主变计量点为数据异常点（即图中的②逻辑），若该变压器损耗平衡，则需要判断是否是各侧母线，如果不是，那么继续看计量点对应的联络线线损是否平衡，如果联络线线损不平衡，那么联络线线损不平衡的计量点为数据异常点（即图中的③逻辑），反之若联络线线损平衡，则说明变电站计量点采集数据正确（即图中的⑤逻辑）。如果是各侧母线，则看计量点对应的馈线线损是否平衡，若馈线线损存在不平衡，那么该馈线线损不平衡的计量点为数据异常点（即图中的④逻辑），反之，若馈线线损平衡，则说明变电站计量点采集数据正确（即图中的⑤逻辑）。

2.2母线电量不平衡率正常时的自动诊断及定位流程

在变电站母线电量的不平衡率处于正常情况下时，需要根据变压器损耗进行判断，如果此时变压器的损耗异常，那么应进一步判断主变三侧的联络线线损是否平衡，若某一侧的联络线线损存在不平衡的情况，则可以断定该侧主变母线PT异常或电压回路故障（即图中的⑦逻辑）；反之，若主变三侧的联络线线损均平衡，则说明变电站的计量点采集数据正确（即图中的⑥逻辑）。

3实例分析

下面以某220kV变电站在计量自动化系统中的电能量实时采集数据和统计数据为例具体介绍本研究方法的实现过程。

案例：表1为某变电站在某一统计时刻的母线及主变电量统计数据，自动诊断程序在巡视该站三个电压等级的母线电量不平率正常的情况下，进一步查看该站的主变损耗率，当诊断程序发现主变的损耗率为28.34%时，继续调看主变三侧联络线的数据进行进一步识别，该站主变三侧联络线的统计数据如表2所示。根据表中统计数据，110kV某线路106的线损率达到24.93%，因此，自动诊断程序会给出该主变110kV侧的母线计量点存在异常的告警信息，从而实现了异常点的自动定位。

4结束语

计量自动化系统应用于查找计量装置故障中是电力事业发展的一大进步，该类方式可以及时帮助电力企业发现故障并采取措施解决，为用户用电缴费提供明确依据，防止企业的经济损失，可有效缓解企业和电力用户之间的矛盾，推动电力企业发展。

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