随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，各行各业对供电的可靠性要求越来越高。变电站发生故障后，如何快速寻找故障点，识别故障类别是处理停电事故的关键，也是提高供电可靠性的有力措施之一。变电站故障诊断研究的目的就是根据故障源和故障征兆之间的因果关系建立一套用于故障诊断的模型和方法，能够根据故障现象快速定位故障源，并对故障原因给出合理的解释。 变电站的故障类型众多，故障原因复杂多样。既包括一次设备故障，如变压器、母线、馈线的短路故障，也包括断路器拒动和误动等故障。在无人值班或少人值守变电站中，所有故障信息的获取通过变电站综合自动化系统实现，在信息采集和传输过程中，可能会出现部分信息的缺失和畸变。信息的不确定性和多种故障并发的可能性，使变电站故障诊断变得更加复杂和困难。同时，由于变电站的规模和复杂程度日益增大，变电站发生复杂故障时，监控中心在短时间内会收到大量的故障信息，这些需要处理的信息量十分庞大，非一般运行人员所能胜任，甚至超出了我们的处理能力。所以，对变电站故障诊断自动化技术的研究是十分迫切和必要的。正是在这样的背景下，国内外学者一直在开发基于计算机的故障诊断系统，以帮助运行人员推理决策。目前，有关变电站故障诊断的研究主要集中在人工智能及其应用技术，包括专家系统、人工神经网络、模糊理论、粗糙集理论等。 论文在分析各种诊断方法的基础上，根据变电站的结构特点和运行模式，提出变电站网络模型的概念，并以此为依据进行诊断方法的研究。诊断模型以Petri网络为理论基础。根据断路器的跳闸信息，快速确定停电区域。为了提高故障诊断的准确性，根据变电站继电保护配置和故障清除的原理，提出一种新型的基于Petri网的故障诊断模型，该模型以母线、变压器、馈线、断路器等设备形成库所集，以继电保护配置构成变迁集。故障诊断时，以断路器的动作信号确定Petri网的初始标识，保护动作信息决定引发向量，通过状态方程求得模型的最终标识，将最终标识与给定的故障诊断释义表对照，得出故障类型和故障原因。 论文的核心工作由三大部分组成。首先，以Petri网络为理论基础，分别建立了用于馈线、变压器和母线故障诊断的模型，并给出了具体的诊断方法。其次，在元件故障诊断模型的基础上，给出了变电站故障诊断的模型建立方法。诊断模型可以体现变压器和母线的电流差动保护配置，并能识别断路器的拒动故障。诊断过程通过求解代数矩阵完成，运算速度快，诊断结论明确，特别适合变电站故障的在线诊断。最后，结合一个基于工业以太网的变电站综合自动化系统，从理论分析和实验仿真两方面，证明本论文所提出的诊断方法适用于在线诊断。