张瑜
国网河北省电力有限公司曲阳县供电分公司，河北 保定 073100
摘要：配电网主要是在整个电网中起着分配电能的作用。整个电网由架空线路、变压器、电缆以及一系列的基础设施和附属设施组成。目前，电能已进入千家万户，随着电力事业的快速发展，配电网规模也在不断扩大。这就使得配电网一旦出现故障，就会对人们的日常生活和企事业单位的正常运行产生很大的影响。因此，配电网的故障诊断就显得尤为重要，必须用尽可能短的时间来准确判断和修复故障位置，以减少经济损失，提高配电网的安全性能。
关键词：配电网；故障诊断；智能
1 线路故障原因分析
1.1 因线路设备自身缺陷造成线路故障
一些未改造配电线路的一般情况是线路长、分支多、设备老化严重、绝缘子低值多、避雷器损坏多、导线松动、部分跨垂过大、易混导线等。这些都可能导致线路故障，导致故障率高。操作时，由于零值和低值绝缘子无法及时更换，容易造成接地故障。在雷雨天不易作为避雷器使用，防雷效果差。
在生产室外电缆头时，由于工艺粗糙，电缆头密封和接地不良，电缆头抗雷击能力较差。很容易使电缆头被闪电烧坏，然后使线路跳闸。配电变压器的故障也容易造成线路跳闸，如断线保险丝烧断、引线断断等。
1.2 因外部因素造成线路故障
树障是线路跳闸的重要原因，尤其是在强风和大雨天，如果成功执行动作跳闸，则可能是由树木阻塞引起的。对于供电企业来说，清除障碍物始终是一个难题。清理树木障碍的主要困难是难以砍伐，修剪困难以及与树木所有者的巨大矛盾。伴随清洁的种植现象更加严重。
用户设备故障导致许多线路跳闸。长期以来，一些用户的设备无法维护，设备老化，老化，绝缘状况差，容易发生故障，这种故障经常引起配电线路跳闸。
外力损坏是导致线路跳闸的另一个主要因素。这种损害主要来自村民私下操作变压器，小偷窃取电力设备或切断电线的原因。上述现象可能使裸露的金属直接搭在运行的裸露的导线上，从而引起相间短路故障跳闸。车辆在电线杆上的撞击也是重要的外力破坏因素。撞到极点后很容易引起线路跳闸。这种现象主要发生在人口稠密的地区，例如市区，县城或集镇。在这些区域中，杆位密度更大，车辆数量更多，杆子被撞的可能性也更大。
异物的传导也是导致线路跳闸的外部因素。将电线丢在电线上时，电线会立即跳闸。
2 配电网故障诊断技术
2.1 故障选线方法
2.1.1 基于故障稳态信息的选线方法
零序电流幅值法:对于中性点不接地电网系统，当发生单相对地短路故障时，通常在选择故障线路时，是通过故障线路的零序电流幅值相对于声线较大的特性，或通过故障线路的零序电流最大的特性来实现的。
零序电流幅值相位比法:对于中性点不接地系统，基于故障线路的零序电流流向与健康线路流向完全相反，因此根据该原理，与健康线路流向完全相反的线路即为故障线路。
单片机方法:对于故障线路或设备，它具有一定的非线性，正是因为非线性，它才会形成一定的谐波电流。对于故障线，其第五次谐波电流大于声线，且方向完全相反。通过这一特性，可以确定故障线路。
负序电流比较法:该方法在选择故障线路时，主要从两个方面进行选择。一方面，根据负序电流进行选择。如果线路的负序电流大于相应的阈值，则为故障线路。另一方面，它是根据负序电流幅值来选择的，最大的幅值就是故障线。
2.1.2 基于暂态信息的选线方法
基于小波和小波包分解算法:该方法通过小波包对零序电流进行分解，选取能量最集中的几个频带，根据小波包分解系数的极性判断故障线路。该方法最大的优点是同时分解后的功率分布是分散的，选择几个能量最集中的频段，可以有效地解决单频段的低线选择精度问题。
对暂态故障电流进行小波或小波包分解，选取故障暂态特征最多的频带。基于小波包分解系数极性比较的选线方法具有较高的精度。
暂态零序电流最大值法:该方法首先定义一个参数，将系统的特征时间定义为暂态零序电流最大的线路出现的时间。此时,每个零序电流的值,然后选择断层线根据相对应的正面和负面的零序电流,例如如果有相同的符号,它是总线故障。这种方法最大的缺点是容易受到噪声的影响。
智能算法:对于模糊神经网络方法，它是多种方法的结合。同时，它也得到了改进。将仿真结果引入相应的计算公式得到样本，然后将样本送到模糊神经网络进行相应的训练，从而选择故障线路。当然，也有很多学者开始研究多种方法融合的路径选择算法，包括遗传算法与模糊理论的融合，但这种融合方法还处于研究的早期阶段，大部分都是由融合算法积累的数据构建并经过融合算法处理。
能量函数法:该方法定义了一个函数，称为零序能量函数。零序电流与零序电压乘积的积分。一般考虑电流参考方向时，声音线的能量函数通常大于零，而故障线的能量函数大于零，它们都小于零，绝对值为其他声音线的和，从而实现故障线的选择。
2.2 故障定位方法
2.2.1 基于矩阵运算的故障定位方法
该方法通常是由FTU在配电自动化中构造故障信息矩阵，并通过RTU发送的电流超限信息，然后利用网格拓扑结构以较快的速度定位非单相接地故障的位置。矩阵类型包括网络描述矩阵,故障信息矩阵和故障判断矩阵。
2.2.2 基于过热弧搜索的故障定位方法
对于过热电弧搜索算法，其原理相对简单，但也能提供更详细的故障程度，因此在实际电网中得到了广泛的应用。该方法分为五个步骤:配电网建模、配电网拓扑、分叉接触面和点弧变换获得电弧负载、从简化配电网模型中提取参数、判断故障区域。
2.2.3 基于人工智能的故障定位方法
为了保证故障定位方法在FTU发送的信息失真或丢失的情况下也能实现准确定位，我们需要解决的定位问题可以通过FTU发送的过渡信息转化为经典的0-1整数规划问题，然后通过相应的优化算法进行求解，在不断发展中，如粒子群优化算法、蚁群算法、遗传算法等，各种新的算法正在出现，每一种都有自己的特点。
2.2.4 基于注入法的故障定位方法
这种方法的原理是，当发生故障时，定位信号被注入到电力系统中，这与工频交流不同，然后通过注入的定位信号精确定位电力系统的故障点。该方法包括中性点脉冲宽度注入法、加信号传递函数注入法、S注入法、端口故障诊断法和直流注入法五种方法。
3 智能配电网的未来发展
智能配电网是智能电网的重要组成部分，与传统配电网模式相比，其响应机制有了很大的改进。首先，自我修复能力突出。智能配电网的自愈能力是指配电网能够自动诊断实际故障问题，智能纠正故障问题，最大限度地减少故障后电力用户的不利影响。第二，可持续发展目标更加安全。与传统配电网相比，智能配电网可以在故障发生时对受损部分进行控制，在很大程度上可以避免用户大面积停电，也不能保证用户的安全。第三，可以进行可视化管理。智能配电网可以使相关电力工作人员全面掌握整个电力系统的运行状况，并能及时解决和处理故障。智能配电网实现了信息管理。规范化管理是指智能配送系统能够在运行状态和离线状态下实现管理数据的融合和集成，真正实现信息管理。
4 结语
经济社会的不断发展提高了电力需求，对配电网系统的运行质量提出了新的要求和挑战。配电网故障的频繁发生对整个配电网系统构成了极大的威胁，影响了配电网的运行质量。因此，有必要加强配电网故障诊断，完善处理方案，采用先进的诊断技术和方法，确保故障诊断能及时定位故障，及时隔离故障，恢复配电网系统正常供电。
参考文献：
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