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基于大数据的配网故障原因分析模型设计

 

0引言:配网抢修是供电企业优质服务工作的重要内容之一,在配网设备故障情况下以最短的时间恢复供电,有利于提升公司形象和彰显企业的社会责任及价值。因各种因素影响,公司配抢工作人员开展抢修工作中,存在故障原因不实、故障主体责任不清等业务不规范问题,很大程度上影响配网公变真实运行状况的准确研判。结合公变互感器和计量回路不同的接线方式,电流电压采集点位置,公变电流电压采集量、停电数据等,通过分析模型设计和计算,精准判断故障真实状况,促进业务管理水平提升。

1现状分析

2019年国家电网公司提出“三型两网”建设,“电力物联”是其中的重要内容,配变各类运行数据、采集数据是反映台区真实状况的最基础的数据来源,若基础数据状况失真,则“电力物联”工作无法推进,也无意义。针对目前存在的问题,从系统中提取相关数据,发现公司每月故障报修工单5000个左右,其中客户内部故障报修工单占比50%上下,也就是说,每月公司因配网设备发生故障引起的报修中,一半工单为客户内部故障引起的,客户内部故障将造成了大量人力、物力和资金的浪费,直接增加公司运维成本,影响公司经营业绩和对外优质服务水平,影响公司配抢水平的提升。针对上述客户内部故障占比较高的问题,通过计算变台在故障情况下的电流电压,并与停电、报修、故障投诉等业务数据进行关联分析,判断设备故障类型、故障部位,进一步验证故障原因反馈不实的原因,提出整改措施。

2数据分析模型设计

根据公司配电网典型供电模式,主要对图1中标识的5处故障点进行分析,其中,故障1:10kV侧跌落保险故障、故障2:380V侧熔断器故障、故障3:380V漏电保护器动作、故障4:380V侧引线故障、故障5:380V侧零线故障。

图1: 10千伏公变典型供电接线图

2.1设备故障分析

结合电网接线方式和实际负荷,对配变高低压侧不同故障点的故障电压和电流量进行分析计算,结果见表1。

表1:配网故障类型与电能量采集数据对应表

 

故障类型

UA

UB

UC

IA

IB

IC

停上电记录

故障1

电压120V以下,降幅45%及以上

正常

正常

降幅30%及以上

正常

正常

故障2

0或20V以下

正常

正常

0

正常

正常

故障3

0

0

0

0

0

0

10kV侧线路故障及断路器跳闸

380V表计电压线后端漏电保护器动作

正常

正常

正常

0

0

0

故障4

0

正常

正常

0

正常

正常

故障5

负荷不平衡时,中性点位移,导致电压异常(190V左右),降幅17%及以上

正常

正常

正常

2.2数据清洗和有效数据确定

为保证分析结果的正确性,依据系统中电流电压采集数据质量状况,有必要对数据进行清洗处理。依据96点采集数据,判定规则如下:一是进行电流&电压组合判断,若台区电流数据采集失败或为“0”,则判别台区电压值,反之,则判断台区的电流值。二是故障报修工单接单和处理结束前后的96个采样点若采集失败,抢修工作结束后连续3个采集周期以上配变台区运行数据采集失败,对此类台区不做分析判断。三是若非故障相电流电压采集失败,则仅判断电流电压量采集正常的相别。四是故障报修工单接单时间前2个采样周期至故障抢修处理结束时间后2个采样周期内,连续3个采样周期的配变台区运行数据作为本主题监测判断依据。若这期间的电流电压量采集失败,将样本范围扩大至故障报修工单接单时间前96个采集周期至故障抢修处理结束时间后96个采集周期。

2.3客户内部故障原因分析

凡结果中含“配网故障停电、配网计划停电、配变其他非计划停电”以及上文5类故障点发生的低压配网故障对应故障抢修,其抢修记录中故障原因填写为“客户内部故障”的均为原因不实工单,实为供电企业或公变故障引起的报修。

2.4三级故障分类填写不规范

一级分类(高压故障、低压故障、电能质量、计量故障)、二级分类(高压输变电设备故障、配变故障、低压计量故障、低压设备故障、低压架空线路……)、三级分类(高压输变电设备故障、导线、跌落式熔断器、变压器、断路器、负荷开关、低压导线、计量表计、接线端子盒、表前线……)与监测分析实际故障情况比对,若实际情况与结果不对应,则判断为故障报修基础数据错误。

3应用状况

新疆喜乐彩针对公司4月故障报修工单中的“客户内部故障”工单,依据监测分析模型,对照报修工单情况,与配网设备停电、故障报修、投诉等进行关联分析,其中95个客户内部故障工单原因填写不实,其中因高压线路故障造成多台配变38个,高压设备故障17个,低压三相故障29个,低压单相故障11个,验证结果中的部分工单的见表2。

表2:故障原因不实工单验证结果表

 

序号

台区编号

填写的故障类型

通过分析模型验证故障类型结果

备注

1

0002745145

客户内部故障

线路故障造成多台配变停电

三相电压电流均为0,持续8个点

2

0000001014

客户内部故障

低压单相故障

从3月22号20:30持续到3月23号8:45,配变C相电压持续偏低(15V左右),后失流失压3个半小时,电压恢复正常

3

0000001014

客户内部故障

低压单相故障

从3月22号20:30持续到3月23号8:45,配变C相电压持续偏低(15V左右),后失流失压3个半小时,电压恢复正常

4

0000003647

客户内部故障

低压单相故障

低压故障,C相电压偏低(20V左右),持续22个点

5

0000004308

客户内部故障

线路故障造成多台配变停电

三相电压电流均为0,持续4个点

6

0000004727

客户内部故障

低压三相故障

三相电压电流均为0,持续3个点

7

0000004737

客户内部故障

高压设备故障

从12:15到19:30,持续30个点,C相电压低于180V(158-179V左右),疑似零线故障

8

0000004739

客户内部故障

高压设备故障

从12:30到19:45,持续30个点,C相电压低于193V(150V-192V左右),疑似零线故障

9

0000006813

客户内部故障

低压三相故障

三相电流为0,持续3个点

10

0000009265

客户内部故障

线路故障造成多台配变停电

三相电压电流均为0,持续51个点

因各种因素影响,工作人员填写配网抢修工单时,未填写真实原因,容易造成配网设备故障原因的准确判断。针对以上分析结果,经各单位验证反馈,通过本监测分析模型计算的结果准确率达94。6%。

利用分析模型对历史工单进行分析后,发现公司故障抢修工单录入质量较低,由于用户拨打95598报修电话时,可以采用多种通讯方式,且大多与营销系统预留的号码不同,造成分析时无法准确定位到具体客户,只能通过拆解客户需求和处理结果中的文本信息或再次向客户询问等手段,判断客户所在的台区,给分析工作造成较大被动。在工单反馈内容核实过程中发现,现场工作人员故障原因填写随意,反馈问题照搬照抄,故障原因偏离现场实际问题比较严重,这种现象在低压故障、其他原因、电能质量工单中同样存在。按照现有的数据录入质量,利用工单来指导运维工作的功能基本缺失。

4结论

通过设定的监测分析模型,对公司故障报修工单情况进行了验证分析,发现部分客户内部故障工单原因不实,严重影响公司配网运行状况的判断,同时影响配网设备运维、检修计划、大修技改安排,通过分析,亟需提升基础数据质量,真实反馈设备状况,减少人为干预,为实现“电力物联”战略目标打好基础。

参考文献:《电力系统分析》,SBN978-5083-9808-2,中国电力出版社

关键词: 配网

主办单位:中国电力发展促进会  网站运营:北京中电创智科技有限公司    国网信通亿力科技有限责任公司  销售热线:400-007-1585
项目合作:400-007-1585 投稿:63413737 传真:010-58689040 投稿邮箱:yaoguisheng@renalara.com
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基于大数据的配网故障原因分析模型设计

作者:宋继红 李生龙 发布时间:2019-05-31   来源:中国电力网

 

0引言:配网抢修是供电企业优质服务工作的重要内容之一,在配网设备故障情况下以最短的时间恢复供电,有利于提升公司形象和彰显企业的社会责任及价值。因各种因素影响,公司配抢工作人员开展抢修工作中,存在故障原因不实、故障主体责任不清等业务不规范问题,很大程度上影响配网公变真实运行状况的准确研判。结合公变互感器和计量回路不同的接线方式,电流电压采集点位置,公变电流电压采集量、停电数据等,通过分析模型设计和计算,精准判断故障真实状况,促进业务管理水平提升。

1现状分析

2019年国家电网公司提出“三型两网”建设,“电力物联”是其中的重要内容,配变各类运行数据、采集数据是反映台区真实状况的最基础的数据来源,若基础数据状况失真,则“电力物联”工作无法推进,也无意义。针对目前存在的问题,从系统中提取相关数据,发现公司每月故障报修工单5000个左右,其中客户内部故障报修工单占比50%上下,也就是说,每月公司因配网设备发生故障引起的报修中,一半工单为客户内部故障引起的,客户内部故障将造成了大量人力、物力和资金的浪费,直接增加公司运维成本,影响公司经营业绩和对外优质服务水平,影响公司配抢水平的提升。针对上述客户内部故障占比较高的问题,通过计算变台在故障情况下的电流电压,并与停电、报修、故障投诉等业务数据进行关联分析,判断设备故障类型、故障部位,进一步验证故障原因反馈不实的原因,提出整改措施。

2数据分析模型设计

根据公司配电网典型供电模式,主要对图1中标识的5处故障点进行分析,其中,故障1:10kV侧跌落保险故障、故障2:380V侧熔断器故障、故障3:380V漏电保护器动作、故障4:380V侧引线故障、故障5:380V侧零线故障。

图1: 10千伏公变典型供电接线图

2.1设备故障分析

结合电网接线方式和实际负荷,对配变高低压侧不同故障点的故障电压和电流量进行分析计算,结果见表1。

表1:配网故障类型与电能量采集数据对应表

 

故障类型

UA

UB

UC

IA

IB

IC

停上电记录

故障1

电压120V以下,降幅45%及以上

正常

正常

降幅30%及以上

正常

正常

故障2

0或20V以下

正常

正常

0

正常

正常

故障3

0

0

0

0

0

0

10kV侧线路故障及断路器跳闸

380V表计电压线后端漏电保护器动作

正常

正常

正常

0

0

0

故障4

0

正常

正常

0

正常

正常

故障5

负荷不平衡时,中性点位移,导致电压异常(190V左右),降幅17%及以上

正常

正常

正常

2.2数据清洗和有效数据确定

为保证分析结果的正确性,依据系统中电流电压采集数据质量状况,有必要对数据进行清洗处理。依据96点采集数据,判定规则如下:一是进行电流&电压组合判断,若台区电流数据采集失败或为“0”,则判别台区电压值,反之,则判断台区的电流值。二是故障报修工单接单和处理结束前后的96个采样点若采集失败,抢修工作结束后连续3个采集周期以上配变台区运行数据采集失败,对此类台区不做分析判断。三是若非故障相电流电压采集失败,则仅判断电流电压量采集正常的相别。四是故障报修工单接单时间前2个采样周期至故障抢修处理结束时间后2个采样周期内,连续3个采样周期的配变台区运行数据作为本主题监测判断依据。若这期间的电流电压量采集失败,将样本范围扩大至故障报修工单接单时间前96个采集周期至故障抢修处理结束时间后96个采集周期。

2.3客户内部故障原因分析

凡结果中含“配网故障停电、配网计划停电、配变其他非计划停电”以及上文5类故障点发生的低压配网故障对应故障抢修,其抢修记录中故障原因填写为“客户内部故障”的均为原因不实工单,实为供电企业或公变故障引起的报修。

2.4三级故障分类填写不规范

一级分类(高压故障、低压故障、电能质量、计量故障)、二级分类(高压输变电设备故障、配变故障、低压计量故障、低压设备故障、低压架空线路……)、三级分类(高压输变电设备故障、导线、跌落式熔断器、变压器、断路器、负荷开关、低压导线、计量表计、接线端子盒、表前线……)与监测分析实际故障情况比对,若实际情况与结果不对应,则判断为故障报修基础数据错误。

3应用状况

针对公司4月故障报修工单中的“客户内部故障”工单,依据监测分析模型,对照报修工单情况,与配网设备停电、故障报修、投诉等进行关联分析,其中95个客户内部故障工单原因填写不实,其中因高压线路故障造成多台配变38个,高压设备故障17个,低压三相故障29个,低压单相故障11个,验证结果中的部分工单的见表2。

表2:故障原因不实工单验证结果表

 

序号

台区编号

填写的故障类型

通过分析模型验证故障类型结果

备注

1

0002745145

客户内部故障

线路故障造成多台配变停电

三相电压电流均为0,持续8个点

2

0000001014

客户内部故障

低压单相故障

从3月22号20:30持续到3月23号8:45,配变C相电压持续偏低(15V左右),后失流失压3个半小时,电压恢复正常

3

0000001014

客户内部故障

低压单相故障

从3月22号20:30持续到3月23号8:45,配变C相电压持续偏低(15V左右),后失流失压3个半小时,电压恢复正常

4

0000003647

客户内部故障

低压单相故障

低压故障,C相电压偏低(20V左右),持续22个点

5

0000004308

客户内部故障

线路故障造成多台配变停电

三相电压电流均为0,持续4个点

6

0000004727

客户内部故障

低压三相故障

三相电压电流均为0,持续3个点

7

0000004737

客户内部故障

高压设备故障

从12:15到19:30,持续30个点,C相电压低于180V(158-179V左右),疑似零线故障

8

0000004739

客户内部故障

高压设备故障

新疆喜乐彩从12:30到19:45,持续30个点,C相电压低于193V(150V-192V左右),疑似零线故障

9

0000006813

客户内部故障

低压三相故障

三相电流为0,持续3个点

10

0000009265

客户内部故障

线路故障造成多台配变停电

三相电压电流均为0,持续51个点

因各种因素影响,工作人员填写配网抢修工单时,未填写真实原因,容易造成配网设备故障原因的准确判断。针对以上分析结果,经各单位验证反馈,通过本监测分析模型计算的结果准确率达94.6%。

利用分析模型对历史工单进行分析后,发现公司故障抢修工单录入质量较低,由于用户拨打95598报修电话时,可以采用多种通讯方式,且大多与营销系统预留的号码不同,造成分析时无法准确定位到具体客户,只能通过拆解客户需求和处理结果中的文本信息或再次向客户询问等手段,判断客户所在的台区,给分析工作造成较大被动。在工单反馈内容核实过程中发现,现场工作人员故障原因填写随意,反馈问题照搬照抄,故障原因偏离现场实际问题比较严重,这种现象在低压故障、其他原因、电能质量工单中同样存在。按照现有的数据录入质量,利用工单来指导运维工作的功能基本缺失。

4结论

通过设定的监测分析模型,对公司故障报修工单情况进行了验证分析,发现部分客户内部故障工单原因不实,严重影响公司配网运行状况的判断,同时影响配网设备运维、检修计划、大修技改安排,通过分析,亟需提升基础数据质量,真实反馈设备状况,减少人为干预,为实现“电力物联”战略目标打好基础。

参考文献:《电力系统分析》,SBN978-5083-9808-2,中国电力出版社

      关键词:, 配网


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