配電系統(tǒng)發(fā)展及故障診斷研究

董可樂

（國網(wǎng)揚(yáng)州供電公司，江蘇 揚(yáng)州 225100）

隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，近年來我國在配電系統(tǒng)建設(shè)方面的投入不斷加大，配電系統(tǒng)發(fā)展也取得了顯著成效。作為輸送和分配電能的重要環(huán)節(jié)、社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，配電系統(tǒng)的發(fā)展也顯得尤為重要。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，在用戶的停電故障當(dāng)中，有超過一半的停電故障是因為配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障而引起的，因此，針對配電系統(tǒng)故障診斷進(jìn)行相應(yīng)的研究，對于供電的穩(wěn)定性，這對于電力企業(yè)的品牌形象以及用戶的用電體驗等方面都具有重要的影響。

一、配電系統(tǒng)概述

配電系統(tǒng)的根本任務(wù)就是盡可能經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定地將電力輸送給用戶。在整個供電系統(tǒng)當(dāng)中，供電能力以及質(zhì)量都是通過配電系統(tǒng)來實現(xiàn)的，因而想要將電力穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)的輸送給用戶，那么對配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化也成為電力企業(yè)的一個工作重點。但是，受到歷史因素的影響，一直以來我國在電力輸送方面投入要遠(yuǎn)高于配電方面的投入，這些因素的存在，導(dǎo)致我國的電力供應(yīng)一直存在問題，停電情況時有發(fā)生。隨著社會用電量的提升，如何改善配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障供電質(zhì)量，成為電力企業(yè)亟需解決的重要問題。

二、配電系統(tǒng)的發(fā)展

配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，其對于供電質(zhì)量和供電穩(wěn)定性具有重要的影響，但是因為配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)當(dāng)中受到的重視程度不足，導(dǎo)致我國配電系統(tǒng)的發(fā)展處于較為滯后的水準(zhǔn)。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，智能電網(wǎng)開始建設(shè)并逐漸普及，配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)當(dāng)中的一個重要的組成部分，對于智能電網(wǎng)的發(fā)展也起著關(guān)鍵的影響。智能配電系統(tǒng)依靠信息化技術(shù)、自動化技術(shù)等，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)的實時監(jiān)測和優(yōu)化，從而為提供穩(wěn)定的電力輸送奠定了基礎(chǔ)。實時在線監(jiān)測能夠收集配電系統(tǒng)工作當(dāng)中的諸多信息數(shù)據(jù)，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行提煉分析，從而與既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析，進(jìn)而做出正確的診斷，并提出相應(yīng)的檢修建議。

圖1 在線實時監(jiān)測與狀態(tài)檢修系統(tǒng)

智能配電系統(tǒng)的快速發(fā)展對于智能低壓電器也提出了更高的要求。智能低壓電器所擁有的保護(hù)、控制、測量等功能，能夠有效提升開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和準(zhǔn)確性，能夠?qū)崟r為用戶提供相關(guān)的信息，為系統(tǒng)的智能化管理奠定了基礎(chǔ)。同時，新一代智能電器的出現(xiàn)和發(fā)展，也使得其功能更加完善，在電流電壓不平衡保護(hù)、逆功率保護(hù)等方面取得了較大的進(jìn)步。智能配電系統(tǒng)的不斷優(yōu)化和升級，也為智能斷路器的發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)，斷路器為了能夠更好的適應(yīng)這一發(fā)展趨勢，其產(chǎn)品也在不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代，各種更加智能化、易通信和小型化的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)出來，從而更好地滿足了智能配電系統(tǒng)的發(fā)展。

另外，智能配電技術(shù)的發(fā)展還帶動了智能配電箱柜的進(jìn)一步發(fā)展。新研發(fā)的智能配電箱柜在利用現(xiàn)場總線技術(shù)以及以太網(wǎng)與具有網(wǎng)格化和智能化的各類新型智能配電設(shè)備結(jié)合等方面也具有眾多優(yōu)勢，并且極大的增強(qiáng)了配電箱柜的功能，具有更高的可靠性。同時，新一代的智能配電箱柜技術(shù)的發(fā)展凸顯了模塊化和系統(tǒng)化的特點，注重新型智能元器件的開發(fā)以及新型材料的利用。新一代的智能配電箱柜實現(xiàn)了在同一箱柜中包含配電、控制、保護(hù)、通信等各種功能的統(tǒng)一。利用總線以及以太網(wǎng)的通信技術(shù)與系統(tǒng)實現(xiàn)了同步聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對照明、空調(diào)、電梯等進(jìn)行控制，大大提升了智能配電箱柜的功能。

經(jīng)過了多年的發(fā)展，智能配電系統(tǒng)的功能也越來越完善，其在功能性、便利性等的優(yōu)勢也充分體現(xiàn)了出來，在現(xiàn)代諸多工程建設(shè)當(dāng)中得到了應(yīng)用。智能配電系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，也會隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展而更加完善，從而更好地適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的需要。

三、配電系統(tǒng)的故障診斷

（一）基于粗糙集理論的配電系統(tǒng)故障診斷

在電力系統(tǒng)當(dāng)中與用戶直接產(chǎn)生聯(lián)系的就是配電網(wǎng)，因此國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民的日常生活都與配電系統(tǒng)的可靠性及供電質(zhì)量有著最直接的聯(lián)系。因而，在面對停電事故時，如何快速、準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行排查，盡快恢復(fù)供電，將對社會安定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的影響。一般情況下，在發(fā)生配電故障之后，相關(guān)報警信息會通過配電系統(tǒng)當(dāng)中的監(jiān)控設(shè)備及時送到控制中心。但是，面對繁多的報警信息，調(diào)度人員很難及時對其作出準(zhǔn)確的判斷，特別是當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生較多故障或者自動裝置動作不正常時，發(fā)回控制中心的數(shù)據(jù)信息將會非常多，使情況更加復(fù)雜。利用粗糙集理論對配電系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時，由于故障分類的條件屬性集由保護(hù)和斷路器的信號組成，通過約簡算法在決策表的最小簡約中進(jìn)行規(guī)則提取，并最終形成故障診斷規(guī)則庫。針對其中出現(xiàn)的不相匹配的情況，引入了將歐式距離和灰色理論相結(jié)合的規(guī)則匹配方法，從而實現(xiàn)在不完備報警信號模式下的配電網(wǎng)故障診斷。

（二）基于信息融合的配電設(shè)備故障診斷

一直以來，對于小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障選線的問題，我國的眾多電力工作者以及可持續(xù)研究人員一直在進(jìn)行探索，并且總結(jié)了一定的方法，并且在實際工作當(dāng)中得到了相應(yīng)的應(yīng)用。從實際的使用來看，當(dāng)前方案當(dāng)中的故障選線效果并不是特別的精確，因而在最終的結(jié)果呈現(xiàn)方面常常存在漏選和誤選的情況。從原因來分析，主要是因為造成小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的因素往往來自多個方面，例如接地方式、故障線路等出現(xiàn)問題之后，都有可能造成單相接地故障，這也給準(zhǔn)確定位故障的位置增加了難度。同時，小電流接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架、負(fù)荷變化等都存在復(fù)雜的情況，因而面對來自多方面的故障原因，診斷人員需要對其進(jìn)行全面的分析，從而準(zhǔn)確的找到故障點，保障其實用性。

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，一個故障的出現(xiàn)往往都是由多個因素造成的，如果只是針對某一故障信息進(jìn)行分析，往往很難將其與故障類型之間正確的實現(xiàn)對號入座。所以，針對配電系統(tǒng)當(dāng)中故障選線的問題，僅僅使用單一的故障信息進(jìn)行故障選線的方法是存在一定的片面性的。利用信息融合的方式對配電設(shè)備故障進(jìn)行診斷，可以利用多種選線方案結(jié)論來形成最終的融合判據(jù)，這種方法能夠很好的將單一故障信息之間的互補(bǔ)作用發(fā)揮出來，從而有效提升選線的精度。

在小電流接地系統(tǒng)當(dāng)中，由于存在干擾的情況，所以造成單相接地故障的原因很難及時檢測出來，所以為了能夠更有效地實現(xiàn)選線的精度，利用信息融合技術(shù)對中性點接地方式的不同影響因素（故障點位置、故障相別、故障初相角）等，利用計算機(jī)仿真的形式進(jìn)行分析，最終實現(xiàn)對選線方法的科學(xué)選擇，從而為保證其有效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

隨著配電系統(tǒng)建設(shè)投入的不斷加大，配電系統(tǒng)也有了明顯的發(fā)展，在電力供應(yīng)質(zhì)量等方面都有了大幅提升。在配電系統(tǒng)的運(yùn)行當(dāng)中，積極采用科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使得配電系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中遇到故障能夠及時進(jìn)行診斷并進(jìn)行修復(fù)，從而保證供電質(zhì)量。本文分析了配電系統(tǒng)在發(fā)展當(dāng)中所存在的一些問題，同時對于智能電網(wǎng)發(fā)展當(dāng)中配電系統(tǒng)高的發(fā)展進(jìn)行了分析，另外，本文還是分析了配電系統(tǒng)中各種易發(fā)故障的診斷情況，希望能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)故障診斷有一定的參考價值。