基于SCADA系统的配网跳闸故障判断
基于SCADA告警数据的电网故障类型判断方法
基于SCADA告警数据的电网故障类型判断方法
吴俊杰;李一荻;刘亮;罗宇;戴雯菊
【期刊名称】《微型电脑应用》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】为了提高电网故障诊断效果,提出基于SCADA告警数据的电网故障类型判断方法。
构建引入动量项、自适应学习率的改进小波神经网络故障识别模型,采用提升小波对元器件两端线路数正序信号进行分裂、预估、调整等过程分解,获取不同尺度正序信号输入神经网络,输出结果即为细化的电网故障类型。
实验结果表明,分解尺度为3时,故障录波信号均方误差最小,小波神经网络性能更稳定。
该方法根据相间两相电流突变量情况判断故障类型及故障相,可精准判断电网故障类型及故障原因。
【总页数】3页(P77-79)
【作者】吴俊杰;李一荻;刘亮;罗宇;戴雯菊
【作者单位】贵州电网有限责任公司贵阳供电局
【正文语种】中文
【中图分类】TM77
【相关文献】
1.基于多源数据融合的电网故障综合分析与智能告警技术研究与应用
2.基于SCADA数据分析的配电网全故障自动化模拟实验平台的设计与实现
3.基于
SCADA故障告警数据的风电机组隐患分析及处理方法4.基于SCADA数据的电网故障和异常智能分析的辅助决策系统
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浅析配网故障研判及分析的意义
浅析配网故障研判及分析的意义摘要：配电网电压越限预警及智能优化需要综合来自配电自动化、负荷控制、公专变数据采集等大数据资源，充分利用电力大数据平台所提供的数据资源与计算服务，开展配电网电压分析与预判关键技术研宄，对于提升各专业电压综合管控能力，落实十四五配电网规划，缩短项目实施周期，丰富并深化大数据平台专业应用，具有重要的现实意义。
关键词：配网故障；研判及分析引言随着配网规模、用户数量的不断增长，配网故障抢修数量也持续保持高位，故障精准定位在故障抢修中的应用需求与日俱增。
供电企业必须不断提高电网设备的可靠性，尽量减少故障发生的可能性，并且供电企业要完善管理制度，提高管理能力，提升工作效率，当故障发生时尽量缩短事故抢修时间。
目前我国电网故障来源主要通过用户报修，少量来源于SCADA、配电自动化系统的故障告警信息，抢修管理相对被动。
转变配网抢修工作模式，由传统的“被动抢修”向“主动抢修”，是配网管理的重要课题。
本文基于物联网感知终端上传的配用侧数据及外部信息系统接入的各类停电信息等数据资源，通过对中低压故障定位策略研究，设计研判原则和算法逻辑，并通过相应功能模块的开发，最终实现中低压配网故障的精准定位，支撑配网主动抢修，从而提高配电网供电质量和可靠性。
1.故障定位设计框架本文基于供电服务指挥系统、PMS2,0系统、业务中台，提出了配网故障定位的构架设计，主要由停电感知及上报、故障研判两大模块构成。
停电感知及上报功能基于配用电侧智能配变终端、智能低压故障指示器、TTU/智能电表、HPLC通信模块、微功率无线通信模块等物联网设备的配置，实现中低压设备的停电信息全面感知及上报；故障研判模块则负责停电信息接收、故障研判及图形研判等功能，实现停电信息的统一接入、汇总及故障研判，生成疑似故障并向配网抢修模块提供研判信息及停电信息等。
2.数据获取配用电数据的获取是实现中低压配网故障精准定位、故障研判的基础。
本文从故障精准定位技术需求和数据的可获得性两个角度出发，研究基于中低压配网拓扑关系的配网故障定位所需的各类配电设备电气量信息数据获取范围。
配电网故障的自动定位与判断技术分析
配电网故障的自动定位与判断技术分析摘要：配电网的故障定位与判断是指当配电系统发生故障后，控制中心根据装在配电网中的智能化采集、通信和控制单元收集到的数据，结合配电网的实际运行情况，利用网络信息和故障信息来自动判别故障发生的位置，并在网络结构的拓扑图上反映出故障点，配电网的故障定位与判断技术在实际的配电网运行中得到了广泛应用。
关键词：配电网; 故障; 自动定位; 判断算法;引言：配电网故障定位的传统方法是自动重合器、分段器 (负荷开关) 等按整定顺序自动重合，现代的方法是由SCADA监控系统主站遥控负荷开关和分段器，也就是基于FTU的故障定位方法。
配电网中的分段开关和联络开关处都装有FTU，利用FTU上传参数，经过运算实现故障定位。
故障定位的算法包括以人工智能为基础的定位算法和以图理论为基础的图算法，其中图算法以矩阵算法为主，矩阵算法具有计算量小、故障判断及定位结果可靠的优点，在工程实际中得到了大量的应用，本文主要探讨矩阵算法在配电网故障定位与判断中的应用。
1 配电网的常见故障配电网最常出现的故障包括接地故障和短路故障，其中接地故障主要以单相接地为主。
目前，我国在3～66kV中低压配电网中普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地 (即谐振接地) 运行方式。
在电网发生单相接地故障时可带故障继续运行1～2h，但是长期带故障运行，容易促使绝缘薄弱处发生对地击穿，造成两相接地短路故障，并会带来跨步电压，给故障线路周围的行人带来安全隐患，线路故障应及时处理，其中跨步电压分布示意图如图1所示。
由图1可知，离故障线路越近，分布电压越高，越具有危险性。
长期以来，由于不能尽快选择故障线路或定位故障线路段，导致出现故障排除率低等工作问题，故需要进行配电网故障的自动定位。
配电网故障自动定位的人工智能算法以遗传算法为代表，但配电网复杂，建立一个适合配电网故障定位的数学模型很困难，模型不准确会导致故障定位的效果很差。
而矩阵算法以分段开关和隔离开关为节点，根据各节点是否流过故障电流就可以判断出故障区间[2]。
SCADA监控系统常见故障处理手册
SCADA监控系统常见故障处理⼿册⽬录第⼀章：1.5MW SCADA监控1.1塔底屏1.1.1塔底屏重启后不能⾃动登陆系统1.1.2Client.exe软件启动时报错1.1.3塔底屏软件启动不正常1.1.4塔底⽆数据，中控室显⽰正常1.1.5⽆法使⽤远程桌⾯连接到塔底屏1.1.6更换塔底屏后，塔底屏监控软件配置完成后软件⽆法启动1.2数据库及监控软件1.2.1风机监控数据压缩包正常⽣成但关系数据库存储异常（利⽤率）1.2.2监控软件上查询显⽰正常，数据中⼼压缩数据包也正常但使⽤数据分析⼯具查询数据异常，表现为变量数据整体偏移1.2.3发电量汇总及⽇报中发电量统计为01.2.4在查询发电量及⽣成⽇报时如果风机发电量为0则查询缓慢1.2.5中控室前台监控机风机监控显⽰正常但后台⼯控机没有显⽰1.2.6塔底通讯正常但中控室显⽰异常1.2.7发现某台风机报出的故障信息与实际故障不符1.2.8配置服务器启动lampp失败1.2.9启动监控程序显⽰⽆法连接数据库1.2.10储存多条报警信息或多条操作员⽇志1.2.11发电量与功率不符1.2.12现场发电量修复1.3通讯相关1.3.1整条通讯线路通讯中断1.3.2某台风机监控通讯中断1.3.3风机通讯闪断1.4SCADA硬件及其它⽹络设备1.4.1防⽕墙VPN远程连接⽆法第⼆阶段协商成功1.4.2控创服务器⽆法开机解决办法。
1.4.3服务器数据溢出1.4.4忘记MOXA交换机IP地址，如何重新配置交换机1.4.5Cisco路由器及交换机掉电后配置被清空1.5与第三⽅通讯1.5.1第三⽅与我⽅监控机opc⽆法连接1.5.2第三⽅与我⽅监控机ModBus通讯不正常或⽆法建⽴数据连接第⼆章：2、3、6MW SCADA监控2.1打开监控界⾯显⽰⽆法浏览⽹页2.2进⼊webaccess的监控节点配置页⾯，该页⾯⽆法打开提⽰“数据库引擎打不开⽂件'(未知的)，它已经被别的⽤户以独占⽅式打开，或没有查看数据的权限”2.3在数据采集⼯控机上已经修改Bachmann Opc Configurator数据采集配置，但是监控系统中数据采集信息没有变化。
SCADA系统在电网故障分析中的应用
SCADA系统在电网故障分析中的应用摘要：利用SCADA系统，能提高分析电网故障的效率，是电网故障分析中的重要工作。
文章探讨了SCADA 系统中的信息，详细的阐述了SCADA系统在电网故障分析中的工作原理，以及告警错误的分析与误判处理。
关键词：电网故障；故障分析；告警信息；SCADA 系统中图分类号: V242.3+1 文献标识码：A文章编号：0 引言所谓电网故障分析，即利用继电保护和开关等的告警信息，结合对电网故障的经验，从而判别出电网具体的故障。
电网故障分析的方法很多，但是故障分析在线获取方面涉及的较少。
目前的电网诊断分析平台大多是SCADA信息平台，电网中的故障信息会随时的上送到SCADA 系统，SCADA 系统除了完成这项工作，其在平时工作的时候还接受一些异常信息，并对这些信息进行分析处理，减少出现误报和漏报的问题。
1 SCADA 系统中的信息1.1 电网断面信息SCADA 系统中的信息主要包括2种，电网断面信息以及事故告警信息。
其中电网断面信息又分为2种，即遥测信息和遥信信息。
电网运行的模拟信息以及设备的运行信息就是遥测信息，例如：电流、电压、功率、变压器油温、接头位置数。
装置开关量的监测信息属于遥信信息，例如：开关分合情况、软硬接触点的状态。
遥测、遥信信息向SCADA 系统报送。
1.2 事故告警信息电网不正常运行事故和设备异常时产生的信息的顺序记录就是事故告警。
保护动作、断路器跳闸、电压越限及设备异常等信息都会包括在其中。
这些信息的记录使得工作人员能及时的判别故障，但是在判别的过程中，可能有某些信息的漏报误报，会影响判断的效率。
2电网故障诊断2.1电网诊断中的相关术语当元件在电网的运行中发生故障的时候，利用继电保护原理，使得相应的断路器断开。
故障元件的这些相关信息，作为事故告警信息并上报上去。
了解相关术语能更好的理解SCADA系统的运行。
（1）故障前断面。
故障前断面指的是故障前的工况和设备运行情况，包括故障前的遥信、遥测信息。
SCADA系统常见故障的判断及处理
1我局电网调度SCADA系统概况我局目前有３５ｋＶ电所５座，市局下放后的１１０ｋＶ变电所８座以及２２０ｋＶ变电所１座。
主站端的ＳＣＡＤＡ系统为南京磐能科技ＳＥ－９０００Ｅ系统。
除１个３５ｋＶ履坦变的厂站端采用ＲＴＵ外，其余变电所都采用综合自动化设备。
远动自动化系统是由厂站自动化设备（ＲＴＵ）、通信系统和自动化主站系统３个方面组成，这３个方面任何一个环节出现问题都将造成远动自动化系统失效的后果。
厂站自动化设备包括ＲＴＵ和综合自动化，通信系统包括光端机、光纤、光中继等，而作为主站自动化维护人员重点关注的主站系统则包括了配线架、前置机接线端子、通道板、通道箱、Ｍｏｘａ、交换机、前置服务器、数据服务器、ＡＶＣ等。
在故障排查时，这些都将成为故障排查的对象。
而常见故障可以分为遥控失败、厂站工况退出、遥测异常、误遥信几大类。
2各类常见故障判断及处理2.1遥控失败遥控命令的执行需要经过自动化主站系统的处理生成一条下发指令，传送到前置数据采集系统（以南京力导的ＳＥ－９０００为例），经由光电隔离板（模拟信号经调制解调器调制后）下发给传输通道，厂站端的远动终端（以自动化中的四遥模式为例）接收到传输通道送来的信号确认后生成一反校指令送往主站，等待值班员确认执行后再送信号给开关执行机构，完成整个操作。
具体了解了遥控操作的流向，我们才能很好地进行分析和判断。
遥控失败，首先应分析检查主站系统是否正常，再检查通道板、传输通道、ＲＴＵ、执行机构这样由近及远的原则。
第一种情况，单个遥控失败，同一厂站的其他遥控正常，那么可以判断主站端和通道正常，问题在厂站端，应通知厂站端人员及二次人员，并分析判断厂站端的问题所在。
第二种情况，某个厂站所有开关都遥控失败，应检查执行时有无返校，如有返校，则可以判断主站和通道正常，问题在ＲＴＵ，应通知厂站维护人员及二次人员处理。
如果没有返校，则应检查通道、通道板及ＲＴＵ。
这种情况下，厂站的上行数据接收正常，所以要检查前置机下行接线端子、配线架跳线的下行接线有无松动，如厂站端有人配合，可以采用环回测试的方法来测试通道情况。
输油站SCADA系统管理及常见故障诊断的相关探讨
2019年08月输油站SCADA 系统管理及常见故障诊断的相关探讨朱云龙(中国石化销售股份有限公司华东分公司，江苏镇江212000)摘要：现阶段，在对输油站中的设备进行检查时，主要是采用SCADA 系统来完成对设备运行状态的检查。
随着科学技术的飞速发展，输油站中的故障检查技术不断完善，应做好输油站SCADA 系统管理工作，对数据信息进行深度的挖掘及分析，以完成对常见故障的有效诊断及分析。
文章简要介绍了SCADA 系统，分析输油站SCADA 系统管理方法，阐述常见故障诊断方法。
关键词：输油站；SCADA 系统管理；故障诊断SCADA 系统集监督控制及数据采集为一体，该系统中包含网络技术、计算机技术、现代控制理论等，该项系统在实际的应用期间，通过对现场运行设备的工况及运行设备进行控制及监督。
完成了对设备的控制及运行状态的有效检测。
输油泵作为管道中的一项核心装置，其保养及维护工作效果直接关系到输油的安全生产工作。
随着输油泵使用时间的不断延长，从最初的磨合期进入到了磨损器阶段，机械密封及轴承中容易出现故障，并且运行时间也不再规律。
因此，做好输油站SCADA 系统管理及常见故障分析具有必要性。
1SCADA 系统介绍SCADA 系统由监视控制系统和数据采集系统共同组成，该系统在实际的应用过程中，完成了对批输下载、站启站停、启输停输控制、水击联锁保护、泵切换、进出站压力等相关数据量及模拟量的有效监控，在实际的应用期间，展现出了较强的可靠性，若系统中的某一项环节出现故障后，不会对其他系统的正常运行造成较大的影响。
系统中的控制功能主要包括站流程画面控制、模拟量显示、数字控制、图形显示、趋势图、控制点报警和声音、PID 控制。
SCADA 系统中的软件，服务器是系统存储器，应做好流量计算机、工作站等附属设备的数据采集工作。
为了避免对工作站中的各项工作造成较大的影响，应保证工作站与服务器之间应有效的连接起来，打开桌面上的SCADA Vi⁃sion Service Manager 4.2.0软件来对桌面上的情况进行查看，并点击Start Service ，确保其能够变成绿色的小球，原有的Win⁃dows Service 会变成“RUNNING ”。
基于配电自动化系统的配电网单相接地故障定位技术的工程应用
基于配电自动化系统的配电网单相接地故障定位技术的工程应用摘要：目前我国配电网络多为中性点非有效接地方式，其电源稳定可靠，即使出现单相接地，也能保持1—2小时的稳定工作状态。
然而，由于其故障电流较小，且在故障点处不容易产生电弧，因此，其正确的选线与位置始终是一个悬而未决的问题，尤其是对于高阻抗性的单相高阻接地，在通常出现的故障时，保护并没有及时启动，而常规的检测手段更是难以将其识别，更难以对其进行特征辨识。
本文主要阐述了某地区“以配网为核心的电力系统单相接地故障测距技术的研制和开发”课题中提出的一种新的测距技术，采集试验中的短路电流信号，为今后单相接地故障的深入研究奠定了基础。
关键词：配电自动化系统；配电网单相接地；故障定位技术引言本项目以3-66kV中低压配网为背景，通过分析配网中性点不接地和通过消弧线绕组（谐振）接地的特点，探索配网中单相接地的检测技术，结合配网数据采集、传输和应用等特点，重点突破配网中单相接地的识别等关键技术，建立配网中不接地和非接地的中间点消弧绕组接地的识别模型，并进行实验验证，为提高配网的安全性和可靠性提供科学依据。
另外，本项目还将基于大规模数据处理技术，对配电系统中的单相高阻接地故障进行快速、准确地识别，并对其进行快速、准确的自我修复，从而找出高阻接地故障的发生部位，实现对配电系统中高阻接地故障的有效防范，并为配电系统的安全运行开辟一条新的途径。
1、配电网单相高阻接地故障的主要特点在中性点非有功接地的情况下，根据其瞬态电阻的变化，可以将其划分为两种类型：一种是小电流接地，另一种是大电流接地。
结果表明，小电流接地中的金属性接地是小电流接地中的重要组成部分；而现实中，如水泥、沙子、树枝等，其阻值在数百欧姆至上千欧姆之间，其短路现象通常不超过负荷的十分之一，且很难被探测出来。
在低阻接地故障中，非故障相间的电压将会上升到原来的3倍以上，不仅会对线路的绝缘造成极大的危害，而且还会引起全网的过电压，进而引起严重的短路，对全网的安全和稳定运行构成了严重的威胁。
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点越远 ，所供 负荷越轻 ，突 变值越 小。 为了准确 判定 故
障 线路 ， 须 采 集 较 多 数据 进 行 储存 ， 生 成 参 考 历 史数 据 库 。 故障线路判断流程如 图 １ 所示。数据突变值 Ｂ １为瞬
基 于Ｓ Ｃ Ａ ＤＡ系统 的配 网跳 闸故 障判 断
宋 海 华 ，王 文 林
（ 国网安徽 黄 山供 电公 司 ，安徽 黄 山 ２ ４ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ：以调度 ￥ Ｏ Ａ Ｄ Ａ（ 数据采 集与监控 ）系统 为基础 ，通过遥 测数据 突变判 断法 ，确认故 障线路 ，为调度 主动发现馈 电线路运行异常提供参考 ，有 效缩短配网故 障发现 时长 ，提升 了配 网供 电可靠性 。 关键词 ：中配 电网； 跳闸 ； 故 障判断 ； Ｓ Ｏ Ａ Ｄ Ａ系统 ； 数据 突变
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ５ ６ １ 文献标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ５ —０ ８ ６ ７ （ ２ ０ Ｉ ７ ） １ Ｏ －Ｏ ０ Ｉ ９ －０ ２
当 电网 出现 异常 跳闸时 ，须快 速判断 故障 线路 ，以
指 挥 相 关部 『 ］ 进 行 故 障 处 理 ，尽 快 恢 复 供 电 。 配 网馈 电 线 路 越 来越 多 ， 但 条 件 所 限 配 网 自动 化 未 能 全 面 普 及 。 出 现 配 网线 路 跳 闸 故 障 后 ， 因 无 相 应 提 示 ， 往 往 需 要 长 时 间的 故障 查 找 ， 导 致 停 电时 间 较 长 ， 影 响 供 电可 靠性 。 ± ＆
１ 原 理与设 计
当馈 电线路 开关跳 闸后 ，因 为线 路缩短 ，用电负荷
减 少 ，站 内 开 关 遥 测 值 也 会 产 牛 相 应 变 化 １ ４ ｌ 。 变 化 值 的
图 １ 遥 测 数 据 突 变 判 断逻 辑 图
火小 与跳『 甲 ］ 开 关的 位置 及供 电 负荷有关 。跳 俐开 关离 电
统提示线路异常， 值班调度员即可 判断线路跳闸， 通 知抢 Ｉ吾 修人员 进行故障巡线， 有效 缩短了 故障信息传递时间， 减 ｌ善
少了 故 障 停电 时间 。 减少 损 失 供电 量 约１ ４ ８ ０ ｋ Ｗ ｈ 。 图４ Ｉ譬
Ｉ 罨
Ｉ Ｚ
２ 。 １ ７ 年 期 ３５． ７１
分 支 箱
了跳 闸 故 障 判 断 的 准 确 性 ，缩 短 了线 路 跳 处理 时 间 ，提
高 了配 网供 电可靠性 ，同时 ，因值班 员主动掌握 了配 异
常 ，可 以 有 效 地 指 挥 故 障 修 复 ，提 升 了供 电 服 务 质 最 。
断 ； 若超过限额 ，则进行异 常告警 ，最后由值班调 度人员 路 ２ ０ １ ６ — １ ２ — ２ ９同一开关同一原因跳闸后的负荷曲线图， Ｉ誉
故障停电６ ０ ａ ｒ ｉ ｎ ，损失电量约 ９ ０ ０ ｋ ｗｈ 。数据突变判断系 ｌ霉
２ 应用 分析
２ ０ １ ６ － ０ ４ 一】 ３某线路 站 外 开关 跳 闸，负荷 曲线如 图 ２
路 。 目前 已有 相 关 文 献 进 行 研 究 ” ，但 无 法 对 正 常 线 路
历 史剁新｛ Ｏ ‘
－ １ ２ ｔ ｙ ， ／
用 电 负荷 突 变 进 行 判 断 ，为 ＿ 『 提 升 故 障 判断 准 确 性 ，须 对 故障 判 断 逻 辑 进 行 改 进 。
２
博物馆１ ２ １ ５ 断路器
１ ｈ４ ３ ｍｉ ｎ
３ ８ ｍｉ ｎ
６ ３． １ １
５ ０． Ｏ ０
３ 唐模转盘ｌ ３ ０ ０ ８ 开关 ４ ６ ｒ ａｉ ｎ ２ ３ ｎ ｄｎ ４ 红旗１ ２ ９ ０ ３ 断路器 １ ｈｌ Ｏ ａｉ ｒ ｎ ４５ ｉ ｎ ｎ ｉ 文峰世纪城１ ２ １ ２ 电缆
图２ 用 户 告 知故 障 线 路 负 荷 图
用 户 电 话 至 供 电 服务 热 线 ，调 度 限额 ， 则退 出判 断 ； 若 数 据 突 变 值 Ｂ１ 超 过 Ｃ１ ， 则将 瞬 时 所 示 。故 障 处 理 过 程 为 ： 指 挥 抢 修 人 员进 行 故障 巡线 并 处 理 ，从 开 关 跳 闸至 恢 复供 电总 计 用 时 １ ６ ５ ｍｉ ｎ ，损 失 电量 约 ２ ３ ８ ０ ｋ Ｗｈ 。 图 ３为该 线
时 刷新值 Ａ１ 与前一刻 刷新值 Ａ０的代数运 算差值 ，再将 数 据突 变值 Ｂ１ 与设定 的参考值 Ｃ１ 进 行 比较 ，若不超过 刷新值 Ａ１ 与前一 Ｅ ｔ 刷新值 Ａ０ 进 行比较 ，数据突变值 Ｂ１ 与设定的参考值 Ｃ１ 进行 比较 ，若不超过 限额 ，则退 出判
进 行最 终 判 断 。
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Ｌ— — — —． ． ． ． — — — — Ｊ
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例如 ２ ０ １ ７ － ０ ２ — ２ １ １ ２ ： ５ ４ ，某煤 电 公司所 属煤矿 用 电变压 器跳闸 ，因调度 员不能 及时掌握 线路 负荷 变动情 况 ，无
法 指 导 恢 复 供 电 ，造 成 全 矿 井 停 电约 １ ５ ｍｉ ｎ 。 变 电站 内 １ ０ ｋ Ｖ 出 线 开 关具 备 “ 三遥 ”功 能 ， 当站 外 开 关 跳 闸时 ，负 荷 具 有 较 大 的 变 化 ，据此 可 以判 断 故 障 线
Ｏｐ ｅｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ＆ Ｍ ａｉ ｎ ｔ ｅｎａ ｎｃ ｅ
表２ 故 障 处 理 时 间 对 比
序号
１
故障设备
双连塘１ ２ ４ ２ 断路器
应用该法前 应用该法后 减少
停电时长 停电时长 用时／ ％
ｌ ｈ５ ９ ｍｉ ｎ ４ ８ ｍｉ ｎ ５ ９． ６ ６