【关键词】改进模糊神经网络；小电流接地系统；接地系统故障；故障选线

引言

在小电流接地系统中，小电流小且故障特征不明显，使得常规故障选线技术很难实现对故障线路的准确、快速定位。何龙等提出了一种基于优化变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）的小电流接地系统接地故障选线方法，通过优化VMD算法，提高对故障信号的分解精度，从而有效提取出故障特征信息[1]。刘天宇等提出基于复合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition，CEEMD）和模糊熵的小电流接地系统单相接地故障选线方法，利用CEEMD算法对故障信号进行分解，并结合模糊熵理论对分解后的信号进行特征提取和分类[2]。但由于VMD和CEEMD等算法需要对信号进行多次迭代和分解，计算过程相对复杂，因此可能导致选线响应速度较慢。

模糊神经网络能够融合模糊逻辑和神经网络的优点，不仅能够有效处理模糊、不确定的信息，还具备强大的自学习和自适应能力，为解决小电流接地系统故障选线问题提供了新的思路。因此，本文基于改进模糊神经网络，对小电流接地系统故障选线展开研究。

一、分析小电流接地系统暂稳态故障特征

（一）稳态故障特征

在故障线路中，当没有发生故障时，该线路的零序电流总和会以显著的幅度流回母线。因此，本文提出一种中性点消弧线圈接地方式。由于整个电网对地电容电流及电容电压的分布及幅值并未发生变化，当有感应电流通过故障点时，消弧绕组从欠压到完全补偿，会引起很大的谐振电流，因此在过补偿情况下，不发生故障的线路对地电容和中性点上的消弧圈组成一个回路[3]。这时，感性电流IL值的计算如式（1）所示：

式中，EA是接地故障产生的零序电压值；L是消弧线圈的电感；ω是角频率，它的值是2πf，其中f是交流电的频率；j是复数单位。此时在消弧线圈中，由于中性点电压影响，总的感应电流值Ik如式（2）所示：

式中，IC是所有非故障线路的对地电容电流。由故障发生前后电气量的稳态变化分析可知，当系统发生单相接地故障时，故障相的电压会降低，而非故障相的电压会升高。

（二）暂态故障特征

在配电网络中，小电流接地故障将产生大量的瞬态信号：在稳定的接地故障中，只有在发生故障的瞬间才会有瞬态信号出现，整个过程通常为2～3毫秒；在不稳定的接地系统中，瞬态信号会不断地在电弧接地、间歇接地等故障中产生，稳态信号也会被破坏。

短路瞬态电流与工频稳态电流的比值，大致相当于两者之间的频率之比。