吴国霞

摘要：故障定位技术是提高农村电网故障处理效率的一种技术。文章结合青海西宁市城中区配电网故障发生情况，简单介绍了故障定位技术的类型，叙述了主观贝叶斯技术、反射行波分析技术在农村电网中的实践过程及效果，希望为农村电网故障诊断工作的高效率开展提供一些参考。

关键词：故障定位技术;农村电网;反射行波分析技术

前言：青海西宁市城中区配电网以架空线路为主，多采用单辐射的方式供电。区域内分布的配电线路超150条，分支线路众多，分段开关数量较少。在前期农网改造时，因农村人口居住分散且负荷单一，一半以上的线路选择了基于原线路行走路径的低标准改造方式。受风雨雷击、外力破坏、设备老化等因素影响，线路单相接地故障不时出现，对农村电力用户正常用电造成了较大的不利影响。因此，探究故障定位技术在农村电网中的实践应用具有非常重要的意义。

1  故障定位技术类型

1.1主观贝叶斯技术

主觀贝叶斯技术是一种基于概率论的推理方法，包括充分性度量、证据、结论、必要性度量几个部分，可以根据对特定节点投诉获得对应节点故障后验概率，进而推导出特定父节点故障后验概率。

1.2反射行波分析技术

反射行波分析技术主要是针对线路单相接地故障的一种方法，即在故障发生后人工向故障线路发出脉冲信号，线路可根据接收的脉冲信号反射一定波长，根据正常线路、故障线路反射波长的差异，可以确定孤战点位置。

2  故障定位技术在农村电网中的实践过程

2.1主观贝叶斯技术在农村电网故障定位中的应用

在主观贝叶斯技术应用过程中，可以将农村电网馈线开关视为节点，其中终端节点为配电变压器低压源端，其他节点则为配电变压器节点、电源开关节点、配电网分段开关节点等[1]。进而利用有向边描述馈线，得出农村配电网拓扑结构如下：

如图1所示，节点1表示变电出口开关，节点2、节点3表示主干真空断路器;节点4表示分歧熔断器;节点5表示配电变压器。

在农村配电网拓扑结构构建完毕后，为了获得准确的证据P（E/E′），可以利用后验概率P（H/E′）表示推理获得的结论（H为结论，E′为对证据的观察结果）。此时，P（H）为先验概率，即未发生电网故障的概率，为0.01。而充分性度量表示证据对后验概率的支持程度，必要性度量表示证据对后验概率的必要性程度，根据农村电网结构，可以利用规则将节点故障先验概率更新为后验概率。同时引入可信度C，C∈[-5，5]，C为正数表示故障信息，C为负数表示有电信息，C绝对值与信息可信度成正相关，C等于5时表示完全可信。此时，节点故障的后验概率为：

式2中i表示第i个特征波;x表示1个特征波到达首端时刻20个离散点的幅值; 表示第i个特征波的归一化局部能量;j表示特征波数量[2]。出于降低故障定位误差需要，可以利用小波包多层分解原始信号，根据获得的多频带组成的分解系数重构信号，进行局部频带信号能量计算，此时，不同频带特征波的局部能量可以表示为若干阻抗不连续点，根据各点表示的特征波信号，可以判定故障位置。比如，在架空线路上，从线路出线段发射一个宽度为2μs的三角形脉冲，行波在线路上传播速度为3.0×108m/s，在发射点进行电压行波反射波信号检测，并利用小波包对波形进行分解，对分解后频带信号局部能量进行核算。进而在局部能量门限值为0.01时，汇总阻抗不连续点反射特征波的局部能量，若局部能量汇总值为0或者低于门限值的其他数值，则表示可以检测到正常反射波，无法检测故障反射波，表面线段正常;若局部能量汇总值为1或高于门限值的其他数值，则表示可以检测到故障反射波，反射波对应节点为故障发生位置。

3  故障定位技术在农村电网中的实践效果

3.1不同故障点位置的故障定位准确度

在故障线路已明确的情况下，若故障角为45°，故障类型为单相接地故障，过渡电阻为10Ω[3]。故障点分别位于距离母线0.8km、5.8km、10.8km位置，分别利用反向波分析技术、主观贝叶斯技术确定不同故障点位置的定位结果，结果定位准确度如下：

如表1所示，在故障点距离母线位置小于5.8km时，反向波分析技术故障定位准确度较高，为92.32%～95.52%。在故障点距离母线位置大于5.8km但小于10.8km时，主观贝叶斯技术故障定位准确度较高，为92.32%。表明故障点距离母线位置对故障定位技术应用具有一定影响。

3.2不同故障角下故障定位准确度

在故障线路已知的情况下，若故障线路距离母线5.8km位置发生A相接地短路故障，过渡电阻为10Ω，设定故障合闸角分别为0°、30°、45°、60°、90°，分别用反向波分析技术、主观贝叶斯技术确定不同故障角的定位结果，得出结果如下：

由表2可知，随着故障角的增大，反向波分析技术、主观贝叶斯技术故障定位准确度下降，但均高于80%。其中反向波分析技术故障定位准确度高于主观贝叶斯技术故障定位准确度。

总结：

综上所述，农村电网具有配电线路长、分布范围大、影响因素多的特点，配电故障发生概率较高。一旦发生电网故障，故障区段的快速定位对于压缩停电面积、减少停电时间具有重要意义。而故障角大小、故障点距离母线位置对故障定位技术的应用均具有一定影响。因此，农村电网故障诊断人员应根据故障角大小、故障点距离母线位置的预估结果，合理利用反向波分析技术、主观贝叶斯技术，完成农村电网故障的准确定位，解决农村电网定位不准确问题，保障农村电网稳定运行。

参考文献：

[1]袁杰，王姝，王福利，孙晓辉.基于改进主观贝叶斯方法识别电熔镁炉异常工况[J].东北大学学报（自然科学版），2021，42（02）：153-159.

[2]乔维德.基于反向传播神经网络的故障电弧识别[J].南通大学学报（自然科学版），2020，19（03）：42-48.

[3]白铎文.农村电网10 kV配电线路单相接地故障原因与对策分析[J].技术与市场，2020，27（11）：158-159.