摘要：随着人民生活水平的提高，人们对供电可靠性、电能质量的要求也越来越高。大电网的形成、电力事业的高速发展，加上电力部门对自身电能质量和供电可靠性要求的提高，确保供电的安全性、经济性以及可靠性已经是现在电力部门最紧要解决的问题。但配电网故障的频发而且故障选线、故障定位难题已成为提高供电质量的主要障碍。传统的配电网故障检测与诊断方法已远远落后于电力系统发展的要求，因此，寻求一种更可靠、更有效的配电网故障检测与诊断方法具有重要的现实意义。本文分析了基于电能量信息系统的配电网故障检测方法。
关键词：电能量；配电网；故障检测
一、配电网故障检测研究现状
因为社会的不断进步和人们观念的逐渐改变，人们对供电的连续性和可靠性有了更高的追求，但是供电系统出现故障确实也是无法避免的，而且，随着国家对配电网建设的资金投入量不断增加，大规模的进行配电网建设，故障的发生频率和可能性又会持续增多。当故障出现之后，要迅速判断故障产生的原因并找到故障出现的位置，为后来系统的维修和恢复打好基础，尽量缩短供电中断的时间，以保证供电系统的正常运行。快速，精准的对故障进行诊断和查找是处理和隔离故障的第一步，因此，怎样有效迅速的对故障做出反应一直是我国电力研究人员的工作重点。我国现代化技术研究已经在科学技术领域取得了重大突破，而关于配电网故障的诊断和检测技术也得到空前的发展，对该方面的技术研究和分析也进入到了更深的层次，研究和总结出了很多种不同的解决措施和处理办法。西方国家对配电网故障的检测方法也不尽相同，前苏联电力系统接地方式多采用中性点不接地法和经消弧线圈法，所以故障检测方法多选用首半波法及基于零序功率方向的方法。日本供电线路的接地方式主要选用高电阻接地法和不接地法，而高电阻接地法的应用更为广泛，所以其选线方式多选用零序过电流法来隔离接地线路。美国供电线路接地方式是中性点经电阻接地，这种方式能够使系统通过零序电流的保护立即切除与故障支路的连接，法国供电系统以往都会采用小电阻接地方式，但随着城市的扩建和发展，供电线路更为复杂，面积也逐渐增大，系统内的电流和电容也迅速扩大，进而采用了中性点经消弧线圈接地方式。
二、电能量信息系统的配电网故障检测方法
配电线路承担着连续为用户供电的重要责任，首先从变电站获得电能，然后对电能进行传输、分配及交换等，高效地将电能传输到下一级用电设备。但配电线路一旦发生故障，就会直接影响供电的可靠性，从而给社会安全生产造成巨 大 损 失， 也 会 影 响 人 民 日 常 的 生 活 和 工 作。 为此，本文基于电能量信息系统对配电网系统故障检测方法进行研究，设计出故障检测方法流程。
1.电能量计量原理。电能量计量系统主要实现电厂上网、下网和联络线关口点电能量的计量及分时段存储、采集和处理，为结算和分析提供基本数据。电能计量主要获取瞬时功率Ｐｉ：
Ｐｉ＝ｕｉ（１）
式中，ｕ为输入瞬时电压；ｉ为输入瞬时电流。电能量值即是单位时间里有功功率的累加值。电网稳态情况下的电压和电流被定义为：
式中，ｃｏｓφ为线路的功率因数。利用式（４）对有功功率进行时间上的积分就能得到电能量值。
2.配电网系统故障检测方法。配电网系统故障检测方法基于电能量信息系统，通过对配电网线路电能量的变化进行数据采集和分析，判断线路是否发生了故障。（1）电能计量管理系统。电能计量管理系统的设计框图如图１所示。首先通过安装在线路端部的电能计量装置即电压、电流采集装置来获得线路的电压和电流信号，再将信号传输至数据后台，利用设定程序对其进行计算。其中计算系统采用多线程技术设计，利用多线程技术的并行操作方式提高系统性能，即一个应用程序的行为可被组织成很多相互独立的平行操作，根据不同任务指定不同的优先级，用户可通过将应用中的不同工作分割到不同线程中，让他们在不同处理器上同步运行，从而改善系统性能。
（2）故障判断方法。基于电能量信息系统的配电网故障检测方法流程。首先通过电能量信息系统采集线路电能信号，并根据信号的变化规律对其故障进行判断。然后基于判断结果，到达现场对故障进行及时处理，从而迅速恢复供电。配电网线路故障最常见的是短路故障和断路故障，其中短路故障依据不同形式，大体上分成单相短路接地故障、单相短路故障、两相短路接地故障、两相短路故障、三相短路故障。各类故障对应的电能信号如下。
配电网采集的信号为：线路三相电流突然上升且三相电压又直接降至零。该情况判断为三相短路故障。配电网采集的信号为：两相电流突然急剧上升且其相位相反，同时该两相电压较先前降低１／２；另外一相电流直接突变为零且电压未变化。该情况判断为两相短路故障，且故障发生在电流突然增大的两相上。配电网采集的信号为：两相电流突然急剧上升且电压突变至零；另外一相情况相反，电流突变至零，电压有少量增大。该情况判断为两相短路接地故障，且故障发生在电流突然增大的两相上。配电网采集的信号为：一相电压忽然下降至零，但该相电流却急剧增大；另外两相情况相反，电流忽然下降至零，但电压较先前少量增大。该情况判断为单相接地短路故障，且故障发生在电流突然上升的那相上。
3.应用效益。目前，变电站及其设备的数量都处于飞速增长阶段，因此对安全生产的要求也越来越高。利用本文方法能有效管理配电网系统，实现对配电网线路和设备运行状态的在线监测，及时发现运行中存在的异常信号，从而能尽早发现故障或隐患。由此可知，与传统方法比较，本文方法不仅能实现实时监测，还能大量减少人力投入，大幅提高配电网线路监测和故障处理效率。
总而言之，我国未来对电网建立力度还将持续加大，对配电网故障的检测方法也将不断的推陈出新，笔者总结出这些现阶段配电网故障诊断的方法希望能够对电力研究人员所有帮助，使其更加明确未来电网检测的发展趋势和方向。
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