配电系统发展及故障诊断研究

董可乐

（国网扬州供电公司，江苏 扬州 225100）

随着社会经济和科学技术的快速发展，近年来我国在配电系统建设方面的投入不断加大，配电系统发展也取得了显著成效。作为输送和分配电能的重要环节、社会和经济发展的重要基础，配电系统的发展也显得尤为重要。根据相关部门统计的数据显示，在用户的停电故障当中，有超过一半的停电故障是因为配电系统出现故障而引起的，因此，针对配电系统故障诊断进行相应的研究，对于供电的稳定性，这对于电力企业的品牌形象以及用户的用电体验等方面都具有重要的影响。

一、配电系统概述

配电系统的根本任务就是尽可能经济稳定地将电力输送给用户。在整个供电系统当中，供电能力以及质量都是通过配电系统来实现的，因而想要将电力稳定且经济的输送给用户，那么对配电系统进行优化也成为电力企业的一个工作重点。但是，受到历史因素的影响，一直以来我国在电力输送方面投入要远高于配电方面的投入，这些因素的存在，导致我国的电力供应一直存在问题，停电情况时有发生。随着社会用电量的提升，如何改善配电系统的运行效率，保障供电质量，成为电力企业亟需解决的重要问题。

二、配电系统的发展

配电系统作为电力系统当中的重要组成部分，其对于供电质量和供电稳定性具有重要的影响，但是因为配电系统在电力系统当中受到的重视程度不足，导致我国配电系统的发展处于较为滞后的水准。随着信息化技术的不断发展和应用，智能电网开始建设并逐渐普及，配电网作为智能电网当中的一个重要的组成部分，对于智能电网的发展也起着关键的影响。智能配电系统依靠信息化技术、自动化技术等，实现了对配电网的实时监测和优化，从而为提供稳定的电力输送奠定了基础。实时在线监测能够收集配电系统工作当中的诸多信息数据，对原始数据进行提炼分析，从而与既定的标准进行对比分析，进而做出正确的诊断，并提出相应的检修建议。

图1 在线实时监测与状态检修系统

智能配电系统的快速发展对于智能低压电器也提出了更高的要求。智能低压电器所拥有的保护、控制、测量等功能，能够有效提升开关设备运行的可靠性和准确性，能够实时为用户提供相关的信息，为系统的智能化管理奠定了基础。同时，新一代智能电器的出现和发展，也使得其功能更加完善，在电流电压不平衡保护、逆功率保护等方面取得了较大的进步。智能配电系统的不断优化和升级，也为智能断路器的发展带来了新的挑战，断路器为了能够更好的适应这一发展趋势，其产品也在不断地进行更新换代，各种更加智能化、易通信和小型化的产品不断涌现出来，从而更好地满足了智能配电系统的发展。

另外，智能配电技术的发展还带动了智能配电箱柜的进一步发展。新研发的智能配电箱柜在利用现场总线技术以及以太网与具有网格化和智能化的各类新型智能配电设备结合等方面也具有众多优势，并且极大的增强了配电箱柜的功能，具有更高的可靠性。同时，新一代的智能配电箱柜技术的发展凸显了模块化和系统化的特点，注重新型智能元器件的开发以及新型材料的利用。新一代的智能配电箱柜实现了在同一箱柜中包含配电、控制、保护、通信等各种功能的统一。利用总线以及以太网的通信技术与系统实现了同步联网，能够实现对照明、空调、电梯等进行控制，大大提升了智能配电箱柜的功能。

经过了多年的发展，智能配电系统的功能也越来越完善，其在功能性、便利性等的优势也充分体现了出来，在现代诸多工程建设当中得到了应用。智能配电系统作为智能电网的重要组成部分，也会随着智能电网的不断发展而更加完善，从而更好地适应智能电网发展的需要。

三、配电系统的故障诊断

（一）基于粗糙集理论的配电系统故障诊断

在电力系统当中与用户直接产生联系的就是配电网，因此国家经济的发展以及人民的日常生活都与配电系统的可靠性及供电质量有着最直接的联系。因而，在面对停电事故时，如何快速、准确地对故障进行排查，尽快恢复供电，将对社会安定、经济发展有着重要的影响。一般情况下，在发生配电故障之后，相关报警信息会通过配电系统当中的监控设备及时送到控制中心。但是，面对繁多的报警信息，调度人员很难及时对其作出准确的判断，特别是当配电网发生较多故障或者自动装置动作不正常时，发回控制中心的数据信息将会非常多，使情况更加复杂。利用粗糙集理论对配电系统故障进行诊断时，由于故障分类的条件属性集由保护和断路器的信号组成，通过约简算法在决策表的最小简约中进行规则提取，并最终形成故障诊断规则库。针对其中出现的不相匹配的情况，引入了将欧式距离和灰色理论相结合的规则匹配方法，从而实现在不完备报警信号模式下的配电网故障诊断。

（二）基于信息融合的配电设备故障诊断

一直以来，对于小电流接地系统的单相接地故障选线的问题，我国的众多电力工作者以及可持续研究人员一直在进行探索，并且总结了一定的方法，并且在实际工作当中得到了相应的应用。从实际的使用来看，当前方案当中的故障选线效果并不是特别的精确，因而在最终的结果呈现方面常常存在漏选和误选的情况。从原因来分析，主要是因为造成小电流接地系统发生单相接地故障的因素往往来自多个方面，例如接地方式、故障线路等出现问题之后，都有可能造成单相接地故障，这也给准确定位故障的位置增加了难度。同时，小电流接地系统的结构框架、负荷变化等都存在复杂的情况，因而面对来自多方面的故障原因，诊断人员需要对其进行全面的分析，从而准确的找到故障点，保障其实用性。

在电力系统当中，一个故障的出现往往都是由多个因素造成的，如果只是针对某一故障信息进行分析，往往很难将其与故障类型之间正确的实现对号入座。所以，针对配电系统当中故障选线的问题，仅仅使用单一的故障信息进行故障选线的方法是存在一定的片面性的。利用信息融合的方式对配电设备故障进行诊断，可以利用多种选线方案结论来形成最终的融合判据，这种方法能够很好的将单一故障信息之间的互补作用发挥出来，从而有效提升选线的精度。

在小电流接地系统当中，由于存在干扰的情况，所以造成单相接地故障的原因很难及时检测出来，所以为了能够更有效地实现选线的精度，利用信息融合技术对中性点接地方式的不同影响因素（故障点位置、故障相别、故障初相角）等，利用计算机仿真的形式进行分析，最终实现对选线方法的科学选择，从而为保证其有效运行奠定基础。

四、结语

随着配电系统建设投入的不断加大，配电系统也有了明显的发展，在电力供应质量等方面都有了大幅提升。在配电系统的运行当中，积极采用科学技术和先进设备，提高配电系统运行的稳定性，使得配电系统在运行当中遇到故障能够及时进行诊断并进行修复，从而保证供电质量。本文分析了配电系统在发展当中所存在的一些问题，同时对于智能电网发展当中配电系统高的发展进行了分析，另外，本文还是分析了配电系统中各种易发故障的诊断情况，希望能够对配电系统故障诊断有一定的参考价值。