一种配电变压器过载治理方法及系统

技术领域

本发明属于配用电技术领域，尤其涉及一种配电变压器过载治理方法及系统。

背景技术

配电变压器安全运行对台区低压用户可靠用电至关重要。目前台区只监测到配电变压器低压侧三相电压、电流等电气量数据，而缺乏对配电变压器本体顶层油温及环境温度等非电气量监测采集，导致无法准确掌握配电变压器设备健康状态，特别在过载情况下的配电变压器安全运行风险等级，造成配电变压器过载损坏事件时有发生。

因此，在采集配电变压器设备状态、运行状态、环境状态等数据的基础上，准确评估配电变压器过载故障风险等级以及制定科学合理的过载治理策略，对于配电变压器安全经济运行具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种配电变压器过载治理方法及系统，用于至少解决上述技术问题之一。

本发明提供一种配电变压器过载治理方法，包括以下步骤：步骤一：采集配电变压器检测数据，其中，所述配电变压器检测数据包括配电变压器顶层油温和环境温度；步骤二：基于所述配电变压器检测数据生成配电变压器过载事件；步骤三：对所述配电变压器过载事件进行故障风险分析，其中，所述故障风险分析包括：依据所述环境温度和配电变压器的至少一个采集点的三相负载系数计算至少一个理论的配电变压器顶层油温，并得到配电变压器过载时配电变压器顶层油温的理论温度区间；判断采集的所述配电变压器顶层油温是否在所述理论温度区间内；若采集的所述配电变压器顶层油温在所述理论温度区间内，根据所述配电变压器顶层油温、三相负荷不平衡率以及过载持续时间分析所述配电变压器过载事件的故障风险，具体如下式：

本发明提供一种配电变压器过载治理系统，包括：采集模块，配置为采集配电变压器检测数据，其中，所述配电变压器检测数据包括配电变压器顶层油温和环境温度；生成模块，配置为基于所述配电变压器检测数据生成配电变压器过载事件；分析模块，配置为对所述配电变压器过载事件进行故障风险分析，其中，所述故障风险分析包括：依据所述环境温度和配电变压器的至少一个采集点的三相负载系数计算至少一个理论的配电变压器顶层油温，并得到配电变压器过载时配电变压器顶层油温的理论温度区间；判断采集的所述配电变压器顶层油温是否在所述理论温度区间内；若采集的所述配电变压器顶层油温在所述理论温度区间内，根据所述配电变压器顶层油温、三相负荷不平衡率以及过载持续时间分析所述配电变压器过载事件的故障风险，具体如下式：

本发明提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的配电变压器过载治理方法的步骤。

本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本发明任一实施例的配电变压器过载治理方法的步骤。

本申请的配电变压器过载治理方法及系统，通过采集配电变压器设备状态、运行状态、环境状态等数据准确评估配电变压器过载故障风险等级以及制定科学合理的过载治理策略。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种配电变压器过载治理方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供一个具体实施例的配电变压器过载治理方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的一具体实施例的生成配电变压器过载事件的流程图；

图4为本发明一实施例提供的一具体实施例的配电变压器过载治理的策略流程图；

图5为本发明一实施例提供的一种配电变压器过载治理装置的结构框图；

图6是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本申请的配电变压器过载治理方法一实施例的流程图。

如图1所示，在步骤一中，采集配电变压器检测数据，其中，配电变压器检测数据包括配电变压器顶层油温和环境温度；

在步骤二中，基于配电变压器检测数据生成配电变压器过载事件；

在步骤三中，对配电变压器过载事件进行故障风险分析，其中，故障风险分析包括：

依据环境温度和配电变压器的至少一个采集点的三相负载系数计算至少一个理论的配电变压器顶层油温，并得到配电变压器过载时配电变压器顶层油温的理论温度区间；

判断采集的配电变压器顶层油温是否在理论温度区间内；

若采集的配电变压器顶层油温在理论温度区间内，根据配电变压器顶层油温、三相负荷不平衡率（三相负载系数最大值除以三相负载系数平均值）以及过载持续时间分析配电变压器过载事件的故障风险，具体如下式：

式中，

在步骤四中，基于配电变压器过载故障风险的分析结果制定与配电变压器过载事件相关联的治理策略。

本实施例提供的方案通过采集配电变压器设备状态、运行状态、环境状态等数据准确评估配电变压器过载故障风险等级以及制定科学合理的过载治理策略，并根据环境温度和三相负载系数计算理论的配电变压器顶层油温，对已采集到的配电变压器顶层油温值进行有效性校验，减少因配电变压器油温感知装置损坏造成配电变压器过载故障风险误判的概率。

在一些可选的实施例中，配电变压器过载事件包括配电变压器整体过载事件、配电变压器两相过载事件以及配电变压器单相过载事件，其中，生成配电变压器过载事件包括：判断配电变压器总负载系数是否大于第一预设值且持续时间是否大于预设时间值；若配电变压器总负载系数大于第一预设值且持续时间大于预设时间值，生成配电变压器整体过载事件；若配电变压器总负载系数不大于第一预设值或持续时间不大于预设时间值，判断配电变压器的某固定两相负载系数是否大于预设值且持续时间是否大于预设时间值；若配电变压器的某固定两相负载系数均大于第一预设值且持续时间大于预设时间值，生成配电变压器两相过载事件；若配电变压器的某固定两相负载系数不大于第一预设值或持续时间不大于预设时间值，判断配电变压器的某固定单相负载系数是否大于预设值且持续时间是否大于预设时间值；若配电变压器的某固定单相负载系数大于预设值且持续时间大于预设时间值，生成配电变压器单相过载事件。

本实施例的提供的方案通过考虑整体过载、两相过载、单相过载三种过载事件类型，能够实现对配电变压器过载问题的精准分析，从而便于后续有针对性地制定配电变压器过载治理策略。

请参阅图2，其示出了本申请的一个具体实施例的配电变压器过载治理方法流程图。

如图2所示，配电变压器过载治理方法包括以下步骤：

（1）采集配电变压器检测数据

在台区配电变压器本体加装油温装置及外侧加装环境温度感知装置，配电变压器低压侧加装电流互感器，准实时获取配电变压器设备状态、运行状态及环境状态，采集数据汇总至配变监测单元，采集数据包括配电变压器本体顶层油温

（2）生成配电变压器过载事件

由配电变压器低压侧A/B/C每相有功功率和无功功率计算出每个采集点A/B/C每相视在功率

式中：

将

具体步骤如下：

步骤1：若配电变压器总负载系数

步骤2：若配电变压器存在某固定两相负载系数均大于1同时均持续一小时及以上，则生成配电变压器过载事件，事件信息包含两相过载最大倍数（如A相过载最大负载率、B相过载最大负载率）、过载起始时间、过载终止时间、事件类型（某两相过载），定义此类配电变压器过载事件为配电变压器两相过载事件，若不满足，则流转至步骤3；

步骤3：若配电变压器某固定单相负载系数大于1持续一小时及以上则生成配电变压器过载事件，事件信息包含过载最大负载率、过载起始时间、过载终止时间、事件类型（某相过载），定义此类配电变压器过载事件为配电变压器单相过载事件，若不满足，则不生成配电变压器过载事件。

（3）评估配电变压器过载故障风险

第一步：校验采集到顶层油温值有效性

获取配电变压器过载事件过载期间的

式中：

式中：

设配电变压器过载起始时间为

式中：

第二步：评估配电变压器过载故障风险

在第一步确定采集到顶层油温数据有效性的基础上，根据采集到顶层油温、三相负荷不平衡率、过载持续时间评估配电变压器过载故障风险，如见公式(5)所示：

式中：

式中：

根据公式(5)计算出配电变压器过载故障风险系数RISK确定配电变压器过载故障风险等级，如表(1)所示。

表1 过载故障风险等级与RISK值对应表

表1中M1、M2表示阈值，M1参考值为5，M2参考值为10。

（4）制定配电变压器过载治理策略

配电变压器过载治理策略流程图见图4所示。

具体步骤如下：

S1：确定配电变压器过载事件类型，若是两相过载或单相过载事件，则判断过载期间总负载系数

S2：根据配电变压器过载故障风险评估结果，若过载故障风险等级为低风险，则配电变压器过载治理策略为加强监测，否则，流转至S3；

S3：判断配电变压器过载期间最大负载值是否小于400kVA，若是，则配电变压器过载治理策略为增容或荷容匹配，否则，流转至S4；

S4：判断配电变压器所在台区供电半径内是否有轻载配电变压器且轻载配电变压器额定容量与该台过载配电变压器额定容量之和小于两个台区最大负载值之和的80%，若是，则配电变压器过载治理策略为切割负荷，若否，则配电变压器过载治理策略为新增布点。

上述的方案，首先在台区加装油温、油压、环境温度等感知装置，通过台区配变融合终端或集中器将采集到的配电变压器时序数据上送前置采集服务器、存储数据库；接着，根据存储数据库时序数据生成配电变压器过载事件，考虑整体过载、两相过载、单相过载三种过载事件类型；紧接着，根据环境温度和三相负载系数预测配电变压器顶层油温，对已采集到的配电变压器顶层油温值进行有效性校验，在此基础上，根据校验后的配电变压器的顶层油温值评估配电变压器过载故障风险；最后，根据配电变压器过载故障风险评估结果，针对性制定配电变压器过载治理策略，能够带来以下积极的效果：

（1）在配电变压器数据采集的基础上，根据环境温度和三相负载系统预测顶层油温对采集到的配电变压器顶层油温进行有效性校验，提升配电变压器过载期间采集到的顶层油温数据可信度，减少因配电变压器油温感知装置损坏造成配电变压器过载故障风险误判的概率；

（2）根据配电变压器采集顶层油温及三相负荷不平衡情况，计算得到配电变压器过载故障风险评估值，根据配电变压器过载故障风险评估值确定过载故障风险等级，充分考虑配电变压器三相负荷不平衡情况，引入三相负荷不平衡因子，提升配电变压器过载故障风险评估科学性。

（3）根据配电变压器过载风险评估结果等信息，制定配电变压器过载治理策略规则，通过数据驱动自动确定配电变压器过载治理策略，无法人工干预，治理策略包括三相负荷调整、加强监测、增容(荷容匹配)、切割负荷、新增布点等五种类型。

请参阅图5，其示出了本发明一实施例提供的配电变压器过载治理系统的结构框图。

如图5所示，配电变压器过载治理系统200，包括采集模块210、生成模块220、分析模块230以及制定模块240。

其中，采集模块210，配置为采集配电变压器检测数据，其中，配电变压器检测数据包括配电变压器顶层油温和环境温度；生成模块220，配置为基于配电变压器检测数据生成配电变压器过载事件；分析模块230，配置为对配电变压器过载事件进行故障风险分析，其中，故障风险分析包括：依据环境温度和配电变压器的至少一个采集点的三相负载系数计算至少一个理论的配电变压器顶层油温，并得到配电变压器过载时配电变压器顶层油温的理论温度区间；判断采集的配电变压器顶层油温是否在理论温度区间内；若采集的配电变压器顶层油温在理论温度区间内，根据配电变压器顶层油温、三相负荷不平衡率以及过载持续时间分析配电变压器过载事件的故障风险，具体如下式：

应当理解，图5中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图5中的诸模块，在此不再赘述。

在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的配电变压器过载治理方法；

作为一种实施方式，本发明的非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

采集配电变压器检测数据，其中，配电变压器检测数据包括配电变压器顶层油温和环境温度；

基于配电变压器检测数据生成配电变压器过载事件；

对配电变压器过载事件进行故障风险分析；

基于配电变压器过载故障风险的分析结果制定与配电变压器过载事件相关联的治理策略。

非易失性计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据配电变压器过载治理装置的使用所创建的数据等。此外，非易失性计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，非易失性计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至配电变压器过载治理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述任一项配电变压器过载治理方法。

图6是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图6所示，该设备包括：处理器310以及存储器320，图6中以一个处理器310为例。配电变压器过载治理方法的设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。存储器320为上述的非易失性计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例配电变压器过载治理方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与配电变压器过载治理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

作为一种实施方式，上述电子设备应用于配电变压器过载治理装置中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

采集配电变压器检测数据，其中，配电变压器检测数据包括配电变压器顶层油温和环境温度；

基于配电变压器检测数据生成配电变压器过载事件；

对配电变压器过载事件进行故障风险分析；

基于配电变压器过载故障风险的分析结果制定与配电变压器过载事件相关联的治理策略。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。