CN109164307B - 一种配电变压器相序识别算法 - Google Patents

一种配电变压器相序识别算法 Download PDF

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Abstract

一种配电变压器相序识别算法，包括数据预处理，计算配电台区三相校准后电压，取10组数据，对每个时刻配电台区三相校准后的电压排序，将每个台区三相电压与线路电压进行比较，最终确定配电台区相序情况。本发明利用10kV线路高压侧及配电变压器三相线电压呈现不完全相等的特性，将10kV线路三相电压按降序排列，同时将同一线路的配电台区各个时刻三相电压按降序排列，在已知10kV线路相序正确下，求出同一线路所有配电台区相序情况。算例表明，本发明方法能准确确定配电变压器相序情况，适用于大规模应用与推广。

Description

一种配电变压器相序识别算法
技术领域
本发明涉及一种配电变压器相序识别算法，属配用电技术领域。
背景技术
配电台区电能表计量接线准确性直接关系到电力企业及用电客户的切身利益，随着配电网精益化管理要求越来越高，对配电台区电能表计量接线管理也越来越规范。配电台区关口电能表接线方式一般为三相四线式，因接线较为复杂，往往会造成相序接反，往往对于电能日结算及线损管理造成较大的影响。
目前，随着用电信息采集等系统不断完善，终端计量信息及客户用电信息的获取变得容易，配用电数据表现出海量、数据项复杂、存储周期长等特点、计算频度高，现有配电台区数据未有效支撑配电网运维管理工作，台区数据价值未充分发挥，潜在可用知识还未深入挖掘，一线台区运维人员工作量极大，不满足精准运维、主动服务、状态管理等配电网精益化管理发展需求；因此通过充分挖掘配电台区数据资产价值，实现数据驱动智能台区精准运维提升，在有限人力资源的条件下，有利于全面提升供电服务质量及台区精益化管理水平。
发明内容
本发明的目的是，针对配电变压器在接线中存在的相序接反等问题，提出一种配电变压器相序识别算法。
本发明实现的技术方案如下，一种配电变压器相序识别算法，包括数据预处理，本发明利用10kV线路高压侧三相线电压呈现不完全相等的特性,将10kV线路三相电压按降序排列，同时将同一线路的配电台区各个时刻三相电压按降序排列,在已知10kV线路相序正确条件下,求出同一线路所有配电台区相序情况。
所述电源侧电压计算方法如下：
获取配电变压器电源侧电压，一般折算至二次侧，需将配电变压器短路阻抗考虑进去，测量点电压与配电变压器短路阻抗产生的压降的矢量和，即为配电变压器一次电源侧电压；
Figure BDA0001798248530000021
为电压与电流的夹角，当电压超前电流为正，反之为负，可通过用电采集信息系统三相对应的有功和无功即可求出：
Figure BDA0001798248530000022
Figure BDA0001798248530000023
Figure BDA0001798248530000024
其中：
Figure BDA0001798248530000025
分别为A、B、C相电压和与其电流的夹角；
配电变压器短路电阻Rk和短路电抗Xk均可通过阻抗电压Uk％、短路损耗Pf、额定电流Ie、额定电压Ue四个出厂参数计算得出，并假定三相短路电阻和短路电阻值相等，计算公式如下：
Zk＝Uk％*Ue/Ie；
Rk＝Pf/(3*Ie*Ie)；
Figure BDA0001798248530000026
Ra＝Rb＝Rc＝Rk；
Xa＝Xb＝Xc＝Xk；
三相电源侧电压计算公式如下：
Figure BDA0001798248530000027
Figure BDA0001798248530000028
Figure BDA0001798248530000031
其中：Ua、Ub、Uc分别为A、B、C相测量点电压，Ia、Ib、Ic分别为A、B、C相测量点电流；
由上述公式计算出来的Ea、Eb、Ec为配电变压器校准后电压。
所述同一线路所有配电台区相序按以下方法获得：
(1)取配电变压器10组电压数据进行降序排序，相序的排列方法为修正后的电压Ea、Eb、Ec从最大到最小排列，假设Ec最大、Eb最小，那么相序则为CAB；
(2)取10kV线路三相电压数据进行降序排序，时间与配电变压器电压采集时刻一一对应，假定同一时刻10kV线路组电压数据最大到最小排列，假设Ec最大、Ea最小，那么相序则为CBA，并假定10kV线路相序正确；
(3)根据上述排序情况，可以得到10kV线路与配电台区相序的对应关系为C—C，B—A，A—B，进而得到配电台区相对10kV线路的真实的相序为BAC；如下表所示：
10kV线路 A B C
配电台区 B A C
(4)考虑单个时刻相序识别存在随机性，取10组数据中出现次数最多的相序为配电台区最终的真实相序。
本发明的有益效果是，
本发明根据配电变压器及10kV线路运行电压数据，确保10kV三相相序准确的基础上，通过配电变压器及10kV线路三相电压比较，实现配电变压器联结组别自我标识。
本发明算法在考虑单个时刻识别配电变压器三相相序存在随机性的基础上，取10组数据进行比较，确定出现次数最多的相序为配电台区最终的真实相序，保证了识别算法的有效性及准确性。
本发明算法不需要台区运维人员停电检查配电变压器真实相序，而是利用配电网已有运行数据，快速有效实现在线计算配电变压器真实相序，提供了台区供电可靠性。
本发明提出的一种配电变压器相序识别算法，利用10kV线路高压侧及配电变压器三相线电压呈现不完全相等的特性,将10kV线路三相电压按降序排列,同时将同一线路的配电台区各个时刻三相电压按降序排列,在已知10kV线路相序正确下,可求出同一线路所有配电台区相序情况,算例表明，本发明方法能准确确定配电变压器相序情况，适用于大规模应用与推广。
附图说明
图1为本发明配电变压器相序识别流程图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图1所示。
本实施例一种配电变压器相序识别算法包括以下步骤：
1、数据预处理
因采集器异常、通信中断等问题，配电变压器运行数据存在假数据、空数据，因此对配电变压器时序数据中假数据、空数据需进行剔除，同时确保在配电变压器三相电压与线路三相电压比较处于同一时刻。
2、电源侧电压计算，即计算配电台区三相校准后的电压
由于配电变压器一次侧、二次侧绕组都有漏阻抗，当负载电流通过时必然在这些漏阻抗上产生电压降，二次侧端电压将负载的变化而变化。获取配电变压器电源侧电压，一般折算至二次侧，需将配电变压器短路阻抗考虑进去，测量点电压与配电变压器短路阻抗产生的压降的矢量和，即为配电变压器一次电源侧电压。
Figure BDA0001798248530000051
为电压与电流的夹角，当电压超前电流为正，反之为负，可通过用电采集信息系统三相对应的有功和无功即可求出：
Figure BDA0001798248530000052
Figure BDA0001798248530000053
Figure BDA0001798248530000054
其中：
Figure BDA0001798248530000055
分别为A、B、C相电压和与其电流的夹角。
配电变压器短路电阻Rk和短路电抗Xk均可通过阻抗电压Uk％、短路损耗Pf、额定电流Ie、额定电压Ue4个出厂参数计算得出，并假定三相短路电阻和短路电阻值相等，计算公式如下：
Zk＝Uk％*Ue/Ie(2)
Rk＝Pf/(3*Ie*Ie) (3)
Figure BDA0001798248530000056
Ra＝Rb＝Rc＝Rk (5)
Xa＝Xb＝Xc＝Xk (6)
三相电源侧电压计算如公式(7)、(8)、(9)所示
Figure BDA0001798248530000057
Figure BDA0001798248530000058
Figure BDA0001798248530000059
其中：Ua、Ub、Uc分别为A、B、C相测量点电压，Ia、Ib、Ic分别为A、B、C相测量点电流。
上述公式(7)、(8)、(9)计算出来的Ea、Eb、Ec为配电变压器校准后电压。
3、对每个时刻配电台区三相校准后的电压排序
本实施例取配电变压器10组电压数据进行降序排序，相序的排列方法为修正后的电压Ea、Eb、Ec从最大到最小排列，假设Ec最大、Eb最小，那么相序则为CAB。
本实施例从10kV线路运行的三相电压数据中进行降序排序，时间与配电变压器电压采集时刻一一对应，假定同一时刻10kV线路组电压数据最大到最小排列，假设Ec最大、Ea最小，那么相序则为CBA，并假定10kV线路相序正确。
根据上述序情况，可以得到10kV线路与配电台区相序的对应关系为C—C，B—A，A—B，进而得到配电台区相对10kV线路的真实的相序为BAC。
10kV线路 A B C
配电台区 B A C
考虑单个时刻相序识别存在随机性，取10组数据中出现次数最多的相序为配电台区最终的真实相序。
4、算例验证
对某一线路所接带的15个配电台区进行相序识别，并识别结果与实际相序情况进行对比，经现场验证后，相序识别准确率达到100％。
下表为本实施例对15个配电台区进行相序识别对比表。
Figure BDA0001798248530000061
Figure BDA0001798248530000071
本实施例一种配电变压器相序识别算法，利用10kV线路高压侧及配电变压器三相线电压呈现不完全相等的特性,将10kV线路三相电压按降序排列,同时将同一线路的配电台区各个时刻三相电压按降序排列,在已知10kV线路相序正确下,可求出同一线路所有配电台区相序情况,算例表明，本实施例显示，本实施例算法能准确确定配电变压器相序情况，适用于大规模应用与推广。

Claims (1)

1.一种配电变压器相序识别算法，包括数据预处理，其特征在于，所述算法对配电变压器电源侧电压计算，将10kV线路三相电压按降序排列；同时将同一线路的配电台区各个时刻三相电压按降序排列；在已知10kV线路相序正确条件下，求出同一线路所有配电台区相序情况；
所述电源侧电压计算方法如下：
获取配电变压器电源侧电压，一般折算至二次侧，需将配电变压器短路阻抗考虑进去，测量点电压与配电变压器短路阻抗产生的压降的矢量和，即为配电变压器一次电源侧电压；
Figure FDA0002466708160000011
为电压与电流的夹角，当电压超前电流为正，反之为负，通过用电采集信息系统三相对应的有功和无功即可求出：
Figure FDA0002466708160000012
Figure FDA0002466708160000013
Figure FDA0002466708160000014
其中：
Figure FDA0002466708160000015
分别为A、B、C相电压和与其电流的夹角；
配电变压器短路电阻Rk和短路电抗Xk均可通过阻抗电压Uk％、短路损耗Pf、额定电流Ie、额定电压Ue4个出厂参数计算得出，并假定三相短路电阻和短路电阻值相等，计算公式如下：
Zk＝Uk％*Ue/Ie；
Rk＝Pf/(3*Ie*Ie)；
Figure FDA0002466708160000016
Ra＝Rb＝Rc＝Rk；
Xa＝Xb＝Xc＝Xk；
三相电源侧电压计算公式如下：
Figure FDA0002466708160000021
Figure FDA0002466708160000022
Figure FDA0002466708160000023
其中：Ua、Ub、Uc分别为A、B、C相测量点电压，Ia、Ib、Ic分别为A、B、C相测量点电流；
由上述公式计算出来的Ea、Eb、Ec为配电变压器校准后电压；
所述同一线路所有配电台区相序按以下方法获得：
(1)取配电变压器10组电压数据进行降序排序，相序的排列方法为修正后的电压Ea、Eb、Ec从最大到最小排列，假设Ec最大、Eb最小，那么相序则为CAB；
(2)取10kV线路三相电压数据进行降序排序，时间与配电变压器电压采集时刻一一对应，假定同一时刻10kV线路组电压数据最大到最小排列，假设Ec最大、Ea最小，那么相序则为CBA，并假定10kV线路相序正确；
(3)根据上述排序情况，可以得到10kV线路与配电台区相序的对应关系为C—C，B—A，A—B，进而得到配电台区相对10kV线路的真实的相序为BAC；
(4)考虑单个时刻相序识别存在随机性，取10组数据中出现次数最多的相序为配电台区最终的真实相序。
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