论文总字数：13229字

摘 要

随着社会经济的高速发展和人民生活水平日益提高，配电网网络规模不断扩大，电压等级不断升高，这就对电力系统的供电可靠性和电能质量提出了很高的要求。因此，配电网自动化发展的趋势就是配电自动化系统。当配点网发生故障时，需要快速准确的对故障进行诊断、查找出故障线路、对故障线路进行隔离、及时派遣维修人员对故障进行处理。这样就可以将因为停电给人们生产生活的带来的损失降低到最小，因此对配电网故障诊断技术的研究具有十分重要的意义。

关键词：配电网；配电网结构；配电网故障诊断技术

Research on Fault Diagnosis Technology for distribution network

Abstract

With the rapid development of social economy and people"s living standards are improving, expanding distribution network, voltage level rising, which the power supply reliability and power quality system made high demands. Therefore, the development of distribution automation trend is distribution automation system. When collocation network failure, the need for fast and accurate fault diagnosis to find out the fault line, to isolate the fault line, timely dispatch maintenance personnel to deal with failure. This can be because of power outages to loss of human life and production brought down to a minimum, so the research on the distribution network fault diagnosis technology has great significance.

Keywords: distribution system;distribution system;distribution network fault diagnosis

目录

摘要 I

Abstract II

1.1 课题的目的及意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3难点与展望 1

1.4 论文的组织结构 2

第二章 配电网的基本结构 3

2.1 配电网的基本概念 3

2.2 配电网的结构 4

2.2.1 高压配电网 4

2.2.2中压配电网 6

2.2.3 低压配电网接线 10

第三章 配电网的故障类型及原因分析 11

3.1 配电网故障类型 11

3.2 配电网单相接地故障分析 11

3.2.1 配电网单相接地故障分析 12

3.2.2 中性点经消弧线圈接地系统单相故障分析 13

3.3 配电网故障原因分析 14

第四章 配电网故障诊断方法 16

4.1专家系统 16

4.2 Petri网理论 16

4.3 粗糙集理论 17

4.4 故障诊断方法比较 17

第五章 总结 19

谢辞 20

参考文献 21

第一章 绪论

1.1 课题的目的及意义

近几十年来，我国经济水平和人民的生产生活水平日益提高，随之而来的是对电能的质量和供电可靠性的要求也越来越高，当电网发生故障时，对于重点电力用户来说，一分一秒就会导致巨大的损失，因此就对故障诊断提出了严格的要求，故障诊断需要迅速、准确、高效，才能将损失降低到最小。由于目前配电网规模和范围的日益扩大，运行结构日益复杂化，同时又有极端恶劣天气的发生，配电网发生故障的频率也在逐步增加，因此配电网故障诊断技术变得极其重要。

1.2 国内外发展现状

美国是世界上对故障诊断研究最早的国家，早在1982，美国电力研究所就已经对故障诊断开始了关注并开始研究，由于发展时间较早，科技发达，所以故障诊断技术水平一直名列与世界前茅。我国的故障诊断技术起步较晚，落后于发达国家20~30年，目前我国的故障诊断技术正在逐步发展起来。

目前，故障诊断技术主要是智能化的方法，近几十年主要出现了3种主流方法。第一种是解析故障模型诊断方法，第二种是利用信号处理故障的诊断方法，第三种是利用经验知识处理故障的方法。目前这三种发展都迅速发展，世界上出现多种故障诊断技术。

1.3难点与展望

随着配电网自动化系统的建设以及配电网层面对智能电网研究的开展，配电网故障诊断系统的研究和实现受到了广泛的关注。但与此同时，配电网故障诊断还存在以下三个方面亟待解决的问题:

1. 庞大的数据量。可用于故障诊断的数据数量庞大、来源广泛，这些数据在蕴含信息上存在冗余，且在故障后短时间内涌入调度中心，使得操作人员人工诊断非常困难。随着我国配电网数字化和信息化进程的加快以及各类自动装置的安装，当系统发生故障时，将有大量的报警数据短时间内迅速的传送到主/子站上，如故障录波数据、保护装置报警、断路器/开关跳闸数据等。这些数据数量庞大、蕴含故障信息丰富，反映故障特征全面等等。但是如何有效的利用这些数据对研究这来说是一个巨大的挑战。
2. 信息的不确定性问题。可用于诊断研究的故障信息不仅数据数量庞大，而且具有不确定性的特点，主要包含信息的随机性和模糊性。一般按照信息的不确定可将这些信息分为三类：第一类是有设备自身的测量误差造成的，如TV/TA自身的测量误差；第二类是配电网中最普遍的误差，即通信信道带来的误差，因为配电网报警信息主要来自于室外的通信装置，这种装置大多设置在电力线柱上或者配电柜内，工作环境比较恶劣，温度变化大，通常要承受高电压、大电流、雷击等因素的干扰，这些因素提高了传送故障信息的不确定性。最后一类是启发性，语言性的模糊信息，像调度人员的经验等就属于这类问题。
3. 故障智能识别方法选用问题。当今配电网诊断的一个趋势是智能技术的应用，多种智能方法混合使用以实现配电网故障诊断是当今配电网故障诊断研究的发展趋势。配电网故障诊断的过程是多层次、多种类问题的求解过程。要求广泛的利用信息系统的数据。利用传统的数学方法在求解过程中很难描述，但是利用人工智能技术轻松地可以解决这种问题。所以IEEE PES 2004会议明确提出了智能型故障诊断的概念。于此同时，采用单一智能模式虽然能够使得诊断能力有一定的改善，但是这种模式不可能完全解决我们在故障诊断遇到的所有问题。

1.4 论文的组织结构

本论文的第一章为绪论，揭示了研究配电网故障诊断的目的及意义；第二章，主要阐述对配电网的结构进行阐述，通过对配电网结构的了解，为第三章配电网各部分的故障及影响因素做下铺垫；第三章着重分析配电网的常见故障以及影响因素，通过对影响因素的分析从而对症下药，找出解决各个故障的方法。第四章为配电网的故障检测。第五章对本论文所阐述的工作进行总结。

1. 配电网的基本结构

2.1 配电网的基本概念

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