I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied  P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 8 ,   No . 1 A p r il   201 9 ,   p p .   1 1 ~2 1   I SS N:  2252 - 8 7 9 2   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 8 . i1 . p p 1 1 - 21          11       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JA P E   A nov el w a v elet  p a ck e t ra nsfo r m  b a sed fault id enti fi ca tion  pro cedures i H V  t ra ns m iss io n line  bas ed on cur rent  sig na ls       Ah m ed  R.   A dly 1 ,   Ra g a b A.   E l Sehie m y 2 ,   M a hm o u d A.   E ls a dd 3 Al m o a t a Y.   Abdela z iz 4   1 ET RR - 2 ,   El e c tri c a En g in e e rin g   De p a rt m e n t ,   Nu c lea Re se a rc h   Ce n ter,  A to m ic E n e rg y   A u th o rit y   E g y p t   2 El e c tri c a En g in e e rin g   De p a rt m e nt ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ka f r e lsh e ik h   Un iv e rsity ,   Eg y p t   3 El e c tri c a P o w e &   M a c h in e s   De p a rt m e n t ,   F a c u lt y   o f   En g in e e ri n g ,   M e n o u f ia Un iv e rsit y ,   Eg y p t   4 El e c tri c a l   P o w e &   M a c h in e s   De p a rtem nt F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   A in   S h a m s Un iv e rsit y ,   Eg y p t     Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Oct  1 1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   2 8 ,   2 0 1 8       T h is   p a p e p re se n ts  a n   a d a p ti v e   f a u lt   id e n ti f ica ti o n   a lg o rit h m   b a se o n   w a v e let  p a c k e tran s f o r m   ( W P T f o t w o - ter m in a p o w e tran s m is sio n   li n e s.  T h e   p ro p o se d   sc h e m e   p e r f o r m fo u f u n c ti o n w h ich   a re   th e   f a u lt   d e tec ti o n ,   f a u lt   c las sif ic a ti o n ,   d isti n g u ish i n g   a m o n g   th e   te m p o ra r y   a n d   th e   p e rm a n e n t   f a u lt s,  a n d   d e tec ti o n   o f   th e   a rc   e x ti n g u ish   in sta n t.   T h e   p re se n ted   a lg o rit h m   o n ly   u se th e   m e a su re d   c u rre n a o n e   term in a re d u c in g   th e   re q u ired   c o st.   A lso ,   it   c a n   m it ig a te  th e   e rro re s u lt in g   f ro m   th e   lo a d   v a riatio n v ia  u p d a ti n g   th e   p re se tt in g   v a lu e .   Co n se q u e n tl y ,   it   d o e n o n e e d   re tes ti n g   u n d e c h a n g in g   th e   tran sm issio n   s y ste m   c o n f ig u r a ti o n s.  T h e   p ro p o se d   sc h e m e   is  d e d u c e d   i n   th e   sp e c tral  d o m a in   a n d   d e p e n d e d   o n   t h e   a p p li c a ti o n   o f   th e   W P T .   T h e   d b 6   w a v e let   p a c k e is  u s e d   f o d e c o m p o sin g   th e   f a u lt y   p h a se   c u rre n w a v e f o rm   (lev e 7 to   g e th e   e n e rg y   c o e ff i c ien ts.   T h e   p re se n ted   a lg o rit h m   is  a ss e ss e d   u n d e v a rio u f a u lt   c o n d it i o n su c h   a f a u lt   d istan c e s,  in c e p ti o n   a n g les ,   a n d   f a u lt n a tu re   v i a   si m u latin g   d iff e r e n se c o n d a r y   a rc   m o d e ls  v ia  u sin g   AT P /E M T P .   T h e   o b tain e d   re su lt s   a re   in v e stig a ted   a n d   e v a lu a ted .   K ey w o r d s :   Fau lt i d e n ti f icatio n   P er m a n en f a u lt   Sin g le  p o le  ad ap tiv r ec lo s u r e   T r an s ien t f a u lt   T r an s m is s io n   li n es   W av elet  p ac k et  tr an s f o r m   Co p y rig h ©   201 9   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ah m ed   R .   A d l y   E T R R - 2 ,   E lectr ical  E n g in ee r i n g   Dep ar te m en t,   Nu clea r   R e s ea r ch   C e n ter A to m ic  E n er g y   Au t h o r it y   13759 ,   C air o ,   E g y p t .   E m ail:  a h m ed . ad l y @ ea ea . o r g . eg       1.   I NT RO D UCT I O N   T r an s m is s io n   lin e s   ( T L s )   ar e   co n s id er ed   as  cr u cial  p ar ts   o f   elec tr ical  p o w er   s y s te m s .   T h e y   h elp   to   m ee t h elec tr ical  d e m a n d s   o f   in d u s tr ial,   co m m er cial,   d o m e s tic,   an d   r u r al  co n s u m er s   ( a m o n g   o th er s ) .   T h er ef o r e,   th tr an s m is s io n   li n p r o tectio n   m al f u n c tio n   m a y   a f f ec s i g n if ica n t   n u m b er   o f   co n s u m er s .   T o   av o id   d a m a g i n   s u c h   i m p o r tan p o w er   s y s te m   co m p o n en ts ,   ad eq u a te  p r o tectio n   s c h e m e s   f o r   T L s   ar e   n ec es s ar y   f u n ctio n   f o r   in itiat in g   t h p r o tectio n   r ea ctio n   af ter   th f a u lt  i n ce p tio n   as  s o o n   as  p o s s ib le  [ 1 ] .   T r an s m is s io n   li n e s   o p er atio n   s u f f er s   f r o m   d if f er e n c h allen g es  s u c h   as  d etec t in g   t h f au lt,  id en ti f y in g   t h e   f au lt y   li n th at  m u s b clea r ed   u n d er   s in g le - l in e - to - g r o u n d   f au lt,  id en ti f y i n g   th f a u lt  n at u r e,   an d   id en tify i n g   th s u itab le  i n s tan t o f   t h clo s i n g   d ec i s io n   f o r   t h is o lated   p o le  af ter   t h ar e x ti n ctio n   u n d er   te m p o r ar y   f a u lt s .   T h s in g le  p o le  tr ip p i n g   ca n   en h a n ce   th e   tr an s ien s tab il it y .   T h er ef o r e,   th f a u lt  cla s s i f ic atio n   a n d   t h f au l t   n atu r d i s cr i m i n atio n   ar i m p o r tan tas k s   [ 2 ] ,   [ 3 ] ,   w h er ea s   a   p r ec is au to m a tic  r ec lo s i n g   i n   th d ec is io n   to   th e   is o lated   lin u n d er   th te m p o r ar y   f a u lt s   ca n   en h a n ce   th e   n et w o r k   r eliab ilit y   [ 4 ] .   W h ile,   th s u cc ess f u l   au to r ec lo s u r i s   d ep en d en o n   t h v er i f icatio n   o f   t h f o ll o w i n g   tas k s f a u lt  d etec tio n ,   cl ass i f icatio n ,   f a u lt   n atu r d is cr i m i n atio n   an d   ab le  to   d etec t th co r r ec t in s tan t o f   ar ex tin g u is h   [ 5 ] .     R eg ar d in g   th f a u lt  d etec tio n   an d   clas s i f icatio n   tas k s ,   a   wid ar ea   b ac k - u p   p r o tectio n   s ch e m e   is   p r esen ted   b ased   o n   p h aso r   m e asu r e m en t   u n i t’ s   m ea s u r e m e n t s .   A .   R.   A d l y et   a l   [ 6 ]   p r esen te d   s ch e m b a s ed   o n   co m b i n atio n   b et w ee n   DW T   a n d   k ar e n   b ell  tr an s f o r m atio n   ( KB T )   f o r   f ast  f au lt  d etec tio n   an d   clas s if icatio n T h av er ag o f   f a u lt d etec tio n   ti m i s   1 . 2 5   m s ,   al s o   is   ap p lied   in   s in g le  T L   an d   W SC C   9 - b u s   s y s te m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   1 1     21   12   S.  R .   Sa m an tar a y   [ 7 ]   p r o v id ed   a   s y s te m atic   f u zz y   r u le -   b as ed   alg o r ith m   f o r   f a u lt  cla s s i f ic atio n .   T h i s   s ch e m b eg i n s   w it h   p r ep r o ce s s i n g   t h c u r r en s ig n al  b ased   o n   S - tr an s f o r m .   Af ter   t h r e q u ir ed   f ea tu r e s   ar ex tr ac ted   b y   S - tr an s f o r m ,   t h d ec is io n   tr ee   ( D T )   is   u s ed   f o r   in i tial  cla s s i f icat io n ,   a n d   t h e n   f u zz y   lo g ic   ( F L )   r u le - b ase   is   d er iv ed   f o r   f i n al  id en ti f icatio n .   H.   L i v a n i   an d   C .   Y.   E v r en o s o ğ lu   [8 ]   in tr o d u ce d   f a u lt   class i f icatio n   an d   lo ca lizatio n   s ch e m co m b in e s   th m er its   o f   d is cr ete  w a v elet  tr an s f o r m   ( D W T )   an d   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SV M)   f o r   tr an s m is s io n   li n e s   ( T L s ) .   T h DW T   is   em p lo y ed   to   o b tain   th tr a n s ie n t   in f o r m atio n   ex is ted   i n   t h v o ltag es  s i g n al s   w h ile   SVM   class i f ies   t h f au l t y p e.   I n   t h is   r eg ar d ,   m a s s i v e   tr ain i n g s   ar r eq u ir ed   i n   o r d er   to   co v er   all  th e   ex p ec ted   o p er atin g   cir c u m s ta n c es.  T h er ef o r e,   its   i m p le m en ta tio n   is   co m p lex   in   th in d u s tr y   r ea f ield   [ 9 ] .   A   cu r r en s i g n al   b ased   f au l id en tif icat io n   s ch e m i s   p r esen ted   f o r   th ad ap tiv cu m u lati v s u m   m eth o d   [ 1 0 ] .   T h p r o p o s ed   m et h o d   d id n ta k e   in to   ac co u n th e   d is tr ib u ted   ca p ac itan ce   o f   t h e   tr an s m i s s io n   li n w h ich   li m it s   its   ca p ab ilit ies  to   b g en er al ized   in   ac t u al  T L s   esp ec iall y   lo n g   T L s .   A   s c h e m p r esen ted   o n   t h b asis   o f   co m b in ed   W T   an d   r eg r ess io n   tr ee   ( R T )   m et h o d   [ 1 1 ] T h cu r r en ts   s ig n al s   ar d ec o m p o s ed   b y   W T   an d   th en   t h w a v elet  co e f f ic ien t s   u s ed   as  a n   i n p u to   r eg r es s io n   tr ee   alg o r ith m .   Y.   Usa m a ,   et  a l   [ 1 2 ]   p r o v id ed   th W T   co n te m p lates  t h h i g h - f r eq u e n c y   tr an s ie n ts   a n al y s i s   r esu lted   f r o m   t h f au lt  o cc u r r en ce .   T h a m o u n o f   h i g h   f r eq u en c y   co m p o n en t s   i n   th e   r an g e   o f   5 1 0   k Hz   id en ti f ies  t h f a u lt.  S.  Da s a   et   a   [ 1 3 ]   p r o v id ed   n e w   s c h e m f o r   f a u lt  d etec tio n ,   class if i ca tio n   an d   lo ca tio n   u s i n g   o n l y   v o lta g m ea s u r e m en ts   o b tain ed   f r o m   w id ar ea   m ea s u r e m e n t   s y s te m s   ( W A M S)  an d   t h n et w o r k   b u s   ad m i t tan ce   m atr i x   h a s   b ee n   p r esen ted .   On   t h o th er   h a n d ,   s ev er al   s ch e m es  h a v i m p le m en ted   th ad ap tiv s i n g le  p o le  au t o r ec lo s u r ( A SP A R )   ta s k s .   A   r ev ie w   o f   d if f er en ad ap ti v au to r ec l o s u r tech n iq u e s   w as  i n tr o d u ce d ,   an d   th e n   an   ad ap tiv s in g le  p o le  tr ip p in g   w a s   p r esen ted   b ased   o n   W PT   [ 4 ] .   A SP AR   tech n iq u es  ca n   b d iv id ed   to   co m m u n icatio n   s c h e m e s   [ 1 4 ]   an d   n o n - co m m u n icatio n   s ch e m es   [ 4 ] .   T h lack   o f   r eliab ilit y   o f   th e   co m m u n icatio n   s c h e m e s   is   th m aj o r   d ef ec t.  A   D FT - s ch e m w as  p r ese n ted   f o r   f au lt  id en ti f icatio n s   p r o ce s s   [ 1 4 ] .   I w as  d ep en d en o n   t h e   v o ltag an d   cu r r en s i g n als  r ec o r d ed   at  tw o   s id es  o f   tr an s m is s io n   li n es.  T h e   s ch e m w as  ab le  to   co r r ec tl y   d is cr i m i n ate  t y p o f   th f a u lt.   A .   R .   A d l y et  a l   [ 1 5 ]   p r esen ted   W PT  s ch e m e   f o r   ad ap tiv s i n g le  p o le  a u to r ec lo s u r to   d is ti n g u is h   t h f a u lts   n at u r an d   to   d eter m i n e   th ar e x ti n g u i s h   in s ta n t.  T h p r ese n ted   s c h e m w a s   b ased   o n   t h m a g n i tu d an d   t h a n g le  o f   th e   lo ca f au lt y   p h a s v o ltag e    [ 1 6 ] .   On o f   th ef f ec ti v ad v a n tag e s   o f   t h is   s ch e m i s   th q u ick   id en ti f y i n g   o f   th f a u lt t y p e.   T h DC   o f f s et   v al u o f   ze r o - s eq u en ce   v o ltag e   w as  u s ed   i n   o r d er   to   id en tify   t h f a u lts   n a tu r es.  T h e   s ch e m e m p lo y ed   t h th ir d   o r d er   h ar m o n ic   o f   th e   v o lta g s i g n al s   to   d i s ti n g u i s h   th e   i n s ta n o f   ar e x ti n ctio n .   T h is   s ch e m ca n n o d if f er e n ti ate  co r r ec tly   a m o n g   t h p er m an en a n d   th tr an s ie n f a u lt s   u n t il  s ec o n d ar y   ar c   ex ti n ctio n   ap p ea r s   [ 1 7 ] T h f ast  Fo u r ier   tr an s f o r m   w a s   e m p lo y ed   a s   s i g n al   p r o ce s s i n g   m et h o d ,   an d   t h e n   A N is   d ev elo p ed   f o r   f i n al  r ec lo s in g   d ec i s io n   [ 1 8 ] .   Gab o r   tr an s f o r m   ( GT )   w as  d ev el o p ed   to   o b tain   d ata  f ea t u r es  f r o m   ea c h   s i m u lated   f au lt   [ 1 9 ] .   T h ex tr ac ted   G T   co ef f icie n t s   w er u tili ze d   as  t h in p u ts   to   A NN.   Gen er all y   f o r   s c h e m e s   [ 1 6 - 1 9 ]   th at  w er d ep en d ed   o n   th f a u lt y   p h a s v o lta g e,   th e   lack   o f   v o lta g e   tr an s d u ce r   r estrict s   th ap p lica tio n   o f   t h ese  s c h e m es.    T o   o v er co m th p r ev io u s   v o ltag p r o b lem ,   t h p r o p o s ed   s ch e m in   t h i s   p ap er   o n ly   an al y ze s   t h e   cu r r en s i g n al s   to   p er f o r m   f o u r   id en ti f icatio n   p r o ce s s   f u n cti o n s   w h ic h   a r f au lt  d etec tio n ;   f a u lt  cla s s i f icat io n ;   d is cr i m i n atio n   b et w ee n   tr an s i en t a n d   p er m a n en f au lts ;   an d   d etec tio n   o f   th e   ac c u r ate  i n s ta n t o f   ar e x ti n g u i s h .   I n   t h is   p ap er ,   n e w   W P T - b a s ed   s c h e m e   i s   i n v e s ti g ated   f o r   ac h ie v i n g   th e   id en tific atio n   p r o ce s s   f u n ctio n s .   T h W PT   en er g y   n o d es  ar c alcu lated   a f ter   a n al y zi n g   t h c u r r en s ig n al s .   T h p r o p o s ed   s ch e m e   co v er s   b o t h   lo w   a n d   h i g h   f r eq u e n c y   co m p o n en t s   to   en h an ce   p er f o r m an c o f   th s ch e m e.   I t,  also ,   co n t in u o u s l y   m o n i to r s   th lo ad   cu r r en an d ,   th en ,   ad ap tiv el y   c h an g es  t h th r es h o ld   v alu e.   T h s ch e m u s e s   th h ar m o n ics  s p ec tr u m   o f   th m o d cu r r en to   d is cr i m in ate  b et w ee n   t h f a u lt s   n at u r an d   d etec th in s tan o f   t h ar ex tin g u is h .   T o   v alid ate  th p r o p o s ed   s ch e m e   p er f o r m a n ce ,   it  w a s   ex te n s iv el y   ev al u ated   in   s i m u la tio n s   c ar r ied   o u in   A T P - E MT P   p r o g r am   u n d er   s ev er al   f au lt  s i tu atio n s .   T h ev id en c o f   th ca p ab ilit y   o f   t h p r esen ted   alg o r it h m   i s   w ell  p r o v e n   co m p ar ed   w it h   o t h er   ex is ted   m et h o d s .       2.   DE SCR I P T I O O F   P RO P O SE SCH E M E   A   n e w   f a u lt  id en ti f icat io n   s ch e m i s   p r esen ted .   T h p r e s en ted   s c h e m i s   ab le  to   p e r f o r m   th e   f o llo w in g   f u n ctio n s   th a ar f au lt  d etec tio n f a u lt  clas s i f icatio n d is cr i m in a tin g   t h f au lts   n a tu r es an d   id en ti f y i n g   th ar ex ti n g u is h   in s tan t.  T h p r esen ted   m e t h o d o lo g y   f o r   class i f y i n g   an d   d etec tin g   th f au l t   co m p r is e s   t h co m p o n e n ts   o f   lo w   an d   h ig h   f r eq u en c ies  t h at  i m p r o v th p r o p o s ed   s ch e m r e s p o n s e.   I n   ad d itio n ,   th m eth o d o lo g y   co n ti n u o u s l y   i n v e s ti g ates  th lo ad   cu r r en an d ,   t h en ,   v ar ies  t h t h r esh o ld   v alu e .   Hen ce ,   th t h r es h o ld   v al u is   ad ap tiv e.   T h n o n - li n ea r   ch ar ac ter is tic  o f   t h ar cin g   f a u lt s   r esu lt s   m o d cu r r en t   d is to r tio n s .   T h 2 n d ,   3 r d ,   4 th   an d   5 th   h ar m o n ic  o r d er s   h a v h ig h er   v al u es  t h a n   o th er   h ar m o n ics  v ia  a n al y zin g   th h ar m o n ics   s p ec tr u m   o f   t h m o d e   cu r r e n t.  A l s o ,   th e   v ar iatio n   a m o n g   it s   le v el  b e f o r an d   a f ter   th e   ex ti n ctio n   o f   t h ar is   s ig n if ica n t.  T h u s ,   t h p r ese n ted   s ch e m e m p lo y s   th m o d cu r r en h ar m o n ics   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   n o ve l wa ve let  p a ck et  tr a n s fo r b a s ed   fa u lt id en tifi ca tio n   p r o ce d u r es in   HV     ( A h med   R .   A d ly )   13   a m p lit u d as   th e   m o s t   s u itab l p ar a m eter   t h at   g i v es   r elia b le  in d icatio n   f o r   d is ti n g u i s h i n g   a m o n g   tr a n s ie n t   an d   p er m a n e n t f a u lt s .   T h f lo w   c h ar t o f   th p r ese n ted   m et h o d o l o g y   i s   ill u s tr ated   in   Fig u r 1 .       N   s a m p l e   d a t a   ( I a ,   I b ,   I c ) D e c o m p o s i t i o n   c u r r e n t   s i g n a l s   u s i n g   W P T O b t a i n   m a x i m u m   a b s o l u t e   v a l u e s   f o r     n o d e s   [ 1 , 0 ]   a n d   [ 1 , 1 ]   f o r   c u r r e n t   s i g n a l s I s   a   f a u l t ? E x a m i n i n g   t h e   l o a d   c u r r e n t   c o n t i n u o u s l y   a n d   c h a n g e s   t h e   t h r e s h o l d   v a l u e   a d a p t i v e l y n = n + 1 C l a s s i f y i n g   t h e   f a u l t   b a s e d   o n   c o f f i c i e n t s   c h a r a c t e r i s t i c s   L G Y e s N o C B = O p e n I m = S u m   f o r   t h e   c u r r e n t s   o f   t h e   t w o   h e a l t h y   p h a s e s S a =   S u m   e n e r g y   c o e f f i c i e n t s   f o r   n o d e s   ( [ 7 , 0 ] ,   [ 7 , 3 ] ,   [ 7 , 4 ] ,   [ 7 , 5 ] ,   [ 7 , 6 ] ,   [ 7 , 8 ] ,   [ 7 , 9 ]   a n d   [ 7 , 1 0 ] ) S a   v a l u e   b e c o m e s   z e r o E n d S a   r e m a i n   n u l l T r a n s i e n t   F a u l t D e t e r m i n e   O p t i m a l   R e c l o s i n g   T i m e P e r m a n e n t   F a u l t Y e s n = n + 1 N o Y e s N o N o R e c l o s i n g   T i m e Y e s L L L L L G L L G     Fig u r 1 .   P r o tectio n   s ch e m f r a m e w o r k       T h f au lt id en ti f icatio n   s ce n ar io   is   as f o llo w s :   a.   Sa m p li n g   t h c u r r en t si g n al  at  6 . 4   k Hz.     b.   Dec o m p o s in g   t h r ee   p h ase  cu r r en t si g n als  (I a , I b ,   an d   I c )   an d   th g r o u n d   cu r r en t I g .   c.   Dec o m p o s in g   t h s a m p led   c u r r en s i g n al   u t ilizi n g   d b 6   w av elet  i n to   le v el  7   to   ca lcu la te  th e   en er g y   co ef f icie n t s   n o d es a t v ar io u s   l o w   an d   h ig h   f r eq u en c y   r an g es   as sh o w n   in   T ab le  1 .     a.   C alcu lati n g   t h m ax i m u m   ab s o lu te  v al u es  f o r   ap p r o x i m atio n   co ef f icie n o f   c u r r en s ig n al s   (                 ,     in   n o d [ 1 ,   0 ]   an d   th at  v al u f o r   d etailed   co ef f icie n ts   o f   c u r r en t s ig n al s   (                 in   n o d [ 1 ,   1 ]   o f   th e   d ec o m p o s ed   cu r r en t s .     b.   I d en tify i n g   t h t y p es  o f   t h e   f au lt  w i th   id en t if y i n g   t h p r o p er   tr ip   ch ar ac ter is tics ,   th e   s c h e m e s   ca n   id en ti f y   t h f a u lt c ir c u m s ta n ce s   b ased   o n   th r u le s   th at  ar r e p o r ted   in   T ab le  2 .   c.   Af ter   t h f au lt  is   clas s i f ied   as  s i n g le  p h a s to   g r o u n d   f au lt,  t h t w o   h ea lt h y   p h ase s   c u r r en ts   ar e   r ec o r d in g   ( m o d cu r r en t)   to   d eter m i n th f a u lt  n a tu r ( tr an s ien o r   p er m a n en t) .   T h m o d cu r r en w ill   b ca lcu lated   as th f o llo w in g :       I I I c b e m o d ,   u n d er   co n s id er in g   t h at  t h f a u lt y   p h ase  i s   p h ase  a.       I I I c a e m o d ,   u n d er   co n s id er in g   t h at  t h f a u lt y   p h ase  i s   p h ase  b .       I I I b a e m o d ,   u n d er   co n s id er in g   t h at  t h f a u lt y   p h ase  i s   p h ase  c.     C o m p u tin g   t h en er g y   co ef f ic ien i n d ex         o f   m o d cu r r en f o r   d is tin g u i s h in g   a m o n g   p er m an en an d   tr an s ie n f au lts   a n d   d eter m i n in g   th t i m o f   s ec o n d ar y   a r ex tin ct io n .   T h er ef o r e,   th e   en er g y   co ef f icie n in d ices a n o d es [ 7 ,   3 ] ,   [ 7 ,   4 ] ,   [ 7 ,   5 ] ,   [ 7 ,   6 ] ,   [ 7 ,   7 ] ,   [ 7 ,   8 ] ,   [ 7 ,   9 ]   an d   [ 7 ,   1 0 ]   ar co m p u ted   as :     ) ( 1 ] 10 , 7 [ ] 3 , 7 [ 2 i N i K K t d S     ( 1 )     w h er d k   an d   ar th co ef f i cien ts   a n d   th n u m b er   o f   co ef f icien t s   at  n o d k ,   r esp ec tiv el y ,   d.   T h in d ex   St  i s   u s ed   to   d is ti n g u is h   p er m a n e n v er s u s   tr a n s ie n f au lts   a n d   to   f i n d   th e   ex tin c tio n   i n s ta n o f   th s ec o n d ar y   ar c.   Af ter   in ter r u p tin g   th b r ea k er s ,   if   t h in d e x   d o es  n o v ar y   an d   s till   n u ll,  t h en ,   t h f a u lt  t y p is   p er m a n en t.  O n   t h o th er   h an d ,   th f au l is   id en t if ied   as  te m p o r ar y .   Un d er   th e s te m p o r ar y   f a u lts ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   1 1     21   14   th v al u o f   th p r ese n ted   in d ex   ch a n g e s   to   b ze r o   af ter   q u en c h i n g   t h s ec o n d ar y   ar c.   T h er ef o r e,   th ex ti n ctio n   ti m o f   t h s ec o n d ar y   ar ca n   f u r th er   o b tain ed   v ia  ev al u ati n g   th is   i n d ex .   I s h o u ld   b n o ted   th at  t h ca lcu lat io n   o f   t h i n d ex   St   s tar t s   a f ter   is o lat in g   t h e   f a u lt y   p h a s f r o m   t w o   s id es.   Fu r t h er m o r e,   th is   ca lc u latio n   is   la g g ed   b y   cy cle  to   o v er co m t h tr an s ie n r es u lted   d u r in g   t h cir cu it  b r ea k er s   in ter r u p ti n g   p er io d .   e.   Fin all y   f o r   h ea lt h y   co n d itio n   ( n o   f au lt)  ac co m p li s h ed   w it h   co n s id er ab le  d if f er en ce   a m o n g   t h R MS   cu r r en an d   t h s to r ed   lo ad   cu r r en v al u e,   th at  r ef lec ts   t h v ar iatio n   in   g en er ati n g   o p er atin g   co n d it io n s .   I n   s u c h   ca s e,   th th r es h o ld   ( S_ th )   is   s till   co n s ta n u n le s s   t h n e w   lo ad   v alu i s   s ettled   at  th is   co n d itio n   f o r   3   co n s ec u ti v c y c les p er io d   at  p o w er   f r eq u e n c y .       T ab le  1 .   P r o p o s ed   L ev el  7   E n er g y   No d es  f o r   Di f f er en t Fr eq u en c y   R a n g es   N o d e   F r e q u e n c y   r a n g e   i n   H z   N o d e   F r e q u e n c y   r a n g e   i n   H z   F r o m   to   F r o m   to   N o d e   [ 1 ,   0]   0   1 6 0 0   N o d e   [ 7 ,   6 ]   1 5 0   1 7 5   N o d e [ 1 ,   1 ]   1 6 0 0   3 2 0 0   N o d e   [ 7 ,   7 ]   1 7 5   2 0 0   N o d e   [ 7 ,   3 ]   75   1 0 0   N o d e   [ 7 ,   8 ]   2 0 0   2 2 5   N o d e   [ 7 ,   4 ]   1 0 0   1 2 5   N o d e   [ 7 ,   9 ]   2 2 5   2 5 0   N o d e   [ 7 ,   5 ]   1 2 5   1 5 0   N o d e   [ 7 ,   1 0 ]   2 5 0   2 7 5       T ab le  2 .   C o n d itio n s   R u les  f o r   Fau lt  C las s i f icatio n   F a u l t   t y p e                                             AG                                                                                                      BG                                                                                                      CG                                                                                                      A B G                                                                                                      BCG                                                                                                      A C G                                                                                                      AB                                                                                                      BC                                                                                                      AC                                                                                                      A B C G                                                                                                          3.   SI M UL AT I O A ND  DI SC USSI O N   3 . 1 .   T est  s y s t e m   T h s i m u la tio n   o f   t h test ed   p o w er   s y s te m   is   ca r r ied   o u u s i n g   A T P /EM T at  s am p li n g   r ate  o f   6 . 4   k Hz.   T h s y s te m   is   d ep icted   in   F ig u r 2 .   T h p ar a m eter s   o f   th e   s i m u lated   5 0 0 k tr a n s m is s io n   li n h a v i n g   3 5 0   k m   lo n g   ar lis ted   in   T ab le  3   [ 2 0 ] .       B A S y s t e m   B S y s t e m   A P r o p o s e d S c h e m e     Fig u r 2 .   Sin g le  li n d iag r a m   o f   test ed   5 0 0   k s y s te m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   n o ve l wa ve let  p a ck et  tr a n s fo r b a s ed   fa u lt id en tifi ca tio n   p r o ce d u r es in   HV     ( A h med   R .   A d ly )   15   T ab le  3 .   T h Si m u la ted   T r an s m is s io n   S y s te m   P ar a m eter s   L i n e   v o l t a g e   5 0 0   k V   Eq u i v a l e n t   i m p e d a n c e   b e h i n d   t e r mi n a l   A   ( φ = 0 ° )   P o si t i v e   se q u e n c e   ( Ω )   1 8 + 4 3 . 1 7 4 9 i       Z e r o   se q u e n c e   ( Ω )   1 5 + 3 0 . 2 2 2 1 i         Eq u i v a l e n t   i m p e d a n c e   b e h i n d   t e r mi n a l   B   ( φ =   1 5 ° )   P o si t i v e   ( Ω )   2 6 + 4 4 . 9 1 8 5 i         Z e r o   ( Ω )   2 0 + 3 7 . 4 6 9 8 i         T r a n smissi o n   l i n e   A B     Z ( Ω / k m)   0 . 0 0 7 5 8 + 0 . 2 6 3 6 5 i         Z ( Ω / k m)   0 . 1 5 4 2 1 + 0 . 8 3 0 6 i       C ( n F / k m)   1 3 . 9 7     C ( n F / k m)   9 . 2 9 6         Fro m   t h m o d eli n g   v ie w   p o in t ,   tr an s ie n f a u lt  ca n   b m o d ele d   as  h i g h   c u r r en p r i m ar y   ar d u r in g   t h e   f au lt  p er io d   an d   lo w   c u r r en s ec o n d ar y   ar c.   T h A T P /EM T P   w as  e m p lo y ed   f o r   m o d eli n g   th tr an s ie n f a u lt .   A r i s   r ep r esen ted   b y   a   MO DE L S   co n tr o lled   s w itch   an d   co n tr o lled   r esi s tan ce   i n   AT P   as  illu s tr ated   i n   Fig u r 3 .     Fo r   test in g   HV  tr an s m i s s io n   n et w o r k s ,   t h s u itab le  ar m o d el  u tili z in g   t h r ee   s ets  o f   t y p ica d ata  th at   lead   to   th r ee   v ar io u s   ar m o d els  ( A r c1 ,   A r c2 ,   A r c3 )   is   co n s i d er ed .   T y p ical  v al u es  f o r   th a r p ar am eter s   w er e   cu s to m ized   f r o m   [ 2 1 ] .   A ls o ,   th r ee   p ar a m eter s   w er ch a n g ed   ar o u n d   th eir   t y p ical  v a lu e s   to   p r o d u ce   th r ee   v ar io u s   ar cs  a s   in   T ab le  4 .   Valid atio n   o f   t h ar m o d elin g   t ec h n iq u is   d o n v ia  co m p ar i n g   t h m o d eled   ar w it h   s o m o th er   s i m u latio n   a n d   r ea l a r w a v ef o r m s   [ 2 2 ] .       T ab le  4 .   Var io u s   A r Mo d els   ( A r c1 ,   A r c2   an d   A r c3 )   P ar am e ter s   A r c   mo d e l   U 0   ( v / c m)   o l ( m)   0   ( ms)     1   11   3 . 5   0 . 6 9 2     2   12   3 . 5   0 . 8 2 4   3   8   3 . 1 5   0 . 5 5 3       T r a n s m i s s i o n   L i n e 9 0 9 1 9 1 D y n a m i c   a r c   m o d e l T A C S   F i e l d R v ( t ) i ( t ) R s w     Fig u r 3 .   A T P /EM T P n et w o r k   o f   ar cin g   f a u lt r ep r esen tatio n   u s i n g   T A C m o d elin g       3. 2 .   S t ud ied   ca s e s   Nu m er o u s   s i m u latio n   tes ca s es  ar e m p lo y ed   to   v alid ate  th p r o p o s ed   s ch e m e   u n d er   d if f er en f au l t   co n d itio n s .   T h f a u lt  cir c u m s tan ce s   ar v ar io u s   f a u lt  i n ce p tio n s ,   a n d   f au l d is ta n ce s .   T h s t u d ied   ca s es  to   v er if y   t h p r o p o s ed   tech n iq u ca n   b class i f ied   to   th f o llo w i n g   ca s es:   C ase  1 : I n f lu e n ce   o f   f a u lt t y p e s ,   f a u lt d is ta n ce s ,   an g le s   o f   t h e   f au l t in ce p tio n   an d   th f a u lt i m p ed a n ce   ass o ciate d   w ith   t h i n ter n al  f a u lts .   C ase  2 : L o ad   lev e l v ar iatio n   an d   th e n   ad ap tin g   t h p r esetti n g   v al u e.   C ase  3 : D is t in g u is h i n g   t h f au lt t y p w h et h er   it is   p er m an e n t   o r   tem p o r ar y   f a u lt.   C ase  4 : D eter m in at io n   o f   t h s ec o n d ar y   ar q u e n ch in g   i n s ta n t.   C ase  5 : T r an s m i s s io n   lin u n d er   d if f er en t a r m o d el s   ( A r c1 ,   A r c2 ,   A r c3 ) .   C ase  6 : E f f ec t o f   s a m p li n g   f r e q u en c y   o n   th s ch e m e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   1 1     21   16   3 . 3 .     Respo ns o f   f a ult  identif ica t io n sche m e   3 . 3 . 1 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   c a s 1   Sev er al  te s ca s es,  co r r esp o n d in g   to   t h a n al y ze d   ca s 1 ,   h av e   b ee n   in v est ig ated   in   th i s   s ec t io n   to   ass es s   th p r esen ted   s ch e m e   r esp o n s to   d etec t   an d   cla s s i f y   t h f a u lt  o cc u r r en ce   an d   th f a u lt  t y p e ,   r esp ec tiv el y .   T h m ea s u r ed   cu r r en at   o n ter m i n al   is   a n al y ze d   v ia   u tili zi n g   W P T   at  lev el  7   to   o b tai n   t h e   m ax i m u m   ab s o lu te  v al u f o r   ap p r o x im at io n   co ef f icie n o f   cu r r en s i g n a ls   i n   n o d [ 1 ,   0 ]   an d   m a x i m u m   ab s o lu te  v al u f o r   d etailed   co ef f icien ts   o f   c u r r en s ig n als  i n   n o d [ 1 ,   1 ] .   T h m a g n itu d o f   th h ea lt h y   p h ase   is   m u c h   lo w er   th a n   f a u lted   p h ases .   T h e x tr e m e l y   s i g n if ican d if f er en ce   a m o n g   t h h ea lt h y   a n d   f a u lt y   p h ase s   is   r etain ed   u n d er   v ar io u s   f a u lt  t y p e s .   Als o ,   d if f er en f a u lt  d is ta n ce s   u n d er   all  s h u n f au l t   t y p es  ar in v e s ti g ated .   T ab le  5   an d   6   co n f ir m   t h at   t h p r o p o s ed   s ch e m ca n   id en ti f y   th f au lt t y p es.       T ab le  5 .   R esu lts   o f   f a u lt c la s s i f icatio n   f o r   d if f er en f a u lt t y p e s   ( at  1 7 5   k m   a w a y   f r o m   t h b u s   w ith   f a u lt  r esis ta n ce s : 1 0   )   F a u l t   t y p e s   F a u l t   t i me   o c c u r r e n c e   ( se c )   M a x   a b so l u t e   v a l u e   f o r   a p p r o x i mat i o n   c o e f f i c i e n t     &   M a x   a b so l u t e   v a l u e   f o r   d e t a i l   c o e f f i c i e n t   F a u l t   c l a ssi f i c a t i o n   r e su l t       ×   10 3       ×   10 3       ×   10 3                           AG   0 . 0 7 1   7 . 5 6 3   1 . 5 8 6   1 . 8 9 6   7 . 2 0 e + 0 0 3   AG   1 6 5 . 5 6   0   0   BG   0 . 0 7 0   1 . 3 5 6 4   7 . 5 6 3 6   1 . 4 5 6 3   8 . 8 0 e + 0 0 3   BG   0   1 6 6 . 8 9 6   0   CG   0 . 0 6 4   1 . 5 6 8   1 . 8 6 5 3   7 . 8 6 5 3   8 . 8 0 e + 0 0 3   CG   0   0   1 7 8 . 3 3   A B G   0 . 0 6 3   8 . 9 5 3   8 . 8 5 6   1 . 3 4 5   7 . 5 4 e + 0 0 3   A B G   2 1 1 . 7 4 5   2 1 2 . 6 8 9   0   BCG   0 . 0 6 5   1 . 3 5 6 8   8 . 7 7 8 6   8 . 5 6 3 6   7 . 5 4 e + 0 0 3   BCG   0   2 1 4 . 5 6 9   2 1 4 . 0 3 2   A C G   0 . 0 7 6   8 . 6 5 3   1 . 3 5 6 8   8 . 8 6 5 9   7 . 5 4 e + 0 0 3   A C G   2 1 4 . 1 5 6   0   2 1 6 . 8 6 5   AB   0 . 0 5 9   8 . 5 6 3   7 . 9 5 2   1 . 3 5 6 9   3 . 8 2 e - 004   AB   2 0 2 . 2 9 9   1 8 6 . 6 2 3   0   BC   0 . 0 6 1   1 . 5 6 9   8 . 6 3 5 2   7 . 5 6 3 2   4 . 7 1 e - 004   BC   0   2 2 1 . 4 5   1 9 6 . 6 3 9   AC   0 . 0 6 2   7 . 6 3 9   1 . 3 3 5 6   8 . 4 2 5 9   3 . 4 2 e - 004   AC   1 8 2 . 8 6   0   2 0 2 . 2 3   A B C G   0 . 0 7 0   9 . 5 8 4 9   9 . 5 8 8 7   9 . 5 8 6 2   5 . 1 7 e - 004   A B C G   2 2 1 . 5 2   2 2 1 . 4 5   2 2 1 . 4 6   B a se   C a se   ( N o   f a u l t )   ------   1 . 3 4 1 9   1 . 3 1 2 7   1 . 3 1 2 5   4 . 8 2 e - 005   B a se   c a se   ( N o   f a u l t )   0   0   0       T ab le  6 .   R esu lts   o f   f a u lt c la s s i f icatio n   f o r   v ar io u s   f a u lt c o n d i tio n s   at  t h s e n d in g   b u s   w i th   f au lt r esi s tan ce s 1 0 0     F a u l t   t y p e s   F a u l t   t i me   o c c u r r e n c e   ( se c )   M a x   a b so l u t e   v a l u e   f o r   a p p r o x i mat i o n   c o e f f i c i e n t   &   M a x   a b so l u t e   v a l u e   f o r   d e t a i l   c o e f f i c i e n t   F a u l t   c l a ssi f i c a t i o n   r e su l t   3 10 a S   3 10 b S   3 10 c S                           AG   0 . 0 6 2   9 . 3 4 6 1   1 . 3 2 5 6   1 . 5 6 3   9 . 5 3 5 5 e + 0 0 3   AG   2 3 9 . 5 3 6   0   0   BG   0 . 0 6 1   1 . 2 5 9   9 . 2 3 6 5   1 . 5 6 3 2   9 . 1 3 5 2 e + 0 0 3   BG   0   2 2 1 . 5 6 9   0   CG   0 . 0 6 5   1 . 0 8 6 3   1 . 4 5 6 3   9 . 5 6 3 2   9 . 9 6 9 e + 0 0 3   CG   0   0   2 2 6 . 2 3 1   A B G   0 . 0 7 4   9 . 6 2 3 6   8 . 8 6 3 2   1 . 5 6 3 0   1 . 5 6 6 5 e + 0 0 4   A B G   2 3 2 . 3 6 5   2 1 3 . 3 6 2   0   BCG   0 . 0 7 6   1 . 7 8 9   9 . 5 9 3 9   8 . 5 8 9   1 . 2 4 5 6 e + 0 0 4   BCG   0   2 3 . 5 3 3   2 1 2 . 2 1 3   A C G   0 . 0 6 5   8 . 6 3 6 2   1 . 3 6 5 2   9 . 6 3 2   1 . 4 3 6 6 e + 0 0 4   A C G   2 1 9 . 8 9 6   0   2 2 6 . 5 6 3   AB   0 . 0 7 1   8 . 4 5 3   7 . 5 6 3 9   1 . 8 8 6   4 . 8 5 5 e - 0 0 4   AB   2 1 5 . 2 3 9   1 8 1 . 3 2 0   2 9 . 8 9 6   BC   0 . 0 7 5   1 . 1 2 3 6   8 . 6 0 2 3   7 . 8 6 5 2   4 . 8 6 5 5 e - 0 0 4   BC   0   2 1 4 . 2 3 6   1 8 1 . 2 3 1   AC   0 . 0 6 7   7 . 2 5 3 6   1 . 2 3 6   8 . 3 6 2   3 . 9 2 3 2 e - 0 0 4   AC   1 9 1 . 5 2 8   0   2 1 4 . 2 3 5   A B C G   0 . 0 7 2   9 . 2 3 6 9   9 . 3 2 5   9 . 3 2 5 6   4 . 6 0 5 5 e - 0 0 4   A B C G   2 2 0 . 3 6 2   2 1 9 . 2 5 6   2 1 9 . 5 6 3     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   n o ve l wa ve let  p a ck et  tr a n s fo r b a s ed   fa u lt id en tifi ca tio n   p r o ce d u r es in   HV     ( A h med   R .   A d ly )   17   3 . 3 . 2 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   c a s 2   Fig u r 4   illu s tr ates  t h s c h e m m a x i m u m   ab s o lu te  v al u e   o f   ap p r o x i m atio n   co ef f icie n t   o f   cu r r en t   s ig n al s   in   n o d [ 1 ,   0 ]   an d   m a x i m u m   ab s o lu te  v al u o f   d etailed   co ef f icie n o f   cu r r en s ig n als  i n   n o d [ 1 ,   1 ]   u n d er   b o th   d if f er en lo ad   lev e ls   an d   t h r ee   p h ase  s h o r cir cu i ts .   T h r esu lts   co n f ir m   t h at  n o   s ig n i f ica n ch a n g e   in   th m ax i m u m   ab s o l u te  v al u o f   cu r r en d etailed   co ef f ic ien (                 )   is   o cc u r r ed   u n d er   n o r m al  lo ad   ch an g i n g .   A l s o ,   n o   m al - o p er atio n   f o r   th p r esen ted   m et h o d   is   h a p p en ed   d u to   p r o b a b le  ch an g es  o f   t h e   n o r m al  lo ad   b ec au s t h p r e s etti n g   v al u is   u p d ated   b ased   o n   th c u r r en lo ad   lev el.   C o n s eq u en tl y ,   t h e   p r esen ted   m eth o d   ca n   co r r ec tl y   co m p ile  a   s i g n i f ican c h an g e   f o r   th e   lo ad   lev el   w h e th er   t h c h a n g e   is   in cr ea s i n g   o r   d ec r ea s in g   w h er th e   p r esen ted   f ea t u r d o es  n o ex ce ed   t h e   p r esetti n g   v al u f o r   m o r t h a n   t h r ee   c y cles.           ( a)                     f o r   lo ad   ch an g in g       ( b )                   f o r   lo ad   ch an g i n g       ( c)                       f o r   th r ee   p h ase  s h o r t c ir cu it       ( d )                     f o r   th r ee   p h ase  s h o r t c ir cu i t     Fig u r 4 .   L o ad   ch an g i n g   a n d   th r ee   p h ase  s h o r t c ir cu it       3 . 3 . 3 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   c a s 3   I n   th is   ca s e,   t h p r esen ted   m eth o d   is   in v e s ti g ated   u n d er   lin e - to - g r o u n d   ( A G)   f a u lt  t h a o cc u r s   at  0 . 0 8   s   in s tan t   w it h   v ar io u s   d i s tan ce s .   T h b r ea k er s   ar o p en ed   at  0 . 1 8   s e c.   Fi g u r es   4   ill u s tr ates  th e   o b tain ed   s ig n al s   u n d er   th i s   ca s b y   m o n ito r in g   th b e h av io r   o f   t h e   p r o p o s ed   in d ex   ( S t )   f o r   tr an s ien a n d   p er m a n e n t   f au lts   u s in g   th e s v ar io u s   ar m o d el s .   T h r es u lts   co n f ir m   t h at  t h s u g g ested   in d e x   v alu e   u n d er   o f   tr a n s ie n t   f au lt  h as   n o n - ze r o   v al u e,   wh er ea s   t h in d e x   b ec o m e s   ze r o   af ter   q u e n c h i n g   th e   s ec o n d ar y   ar c.   O n   t h o t h er   h an d ,   th i n d ex   r e m ai n s   eq u al s   ze r o   w it h o u t a n y   c h an g u n d er   p er m an e n f a u lts   a s   ill u s tr at ed   in   Fig u r 5 .       3 . 3 . 4 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   c a s 4   T h p r es en ted   m eth o d   is   al s o   test ed   u n d er   d if f er e n f au l d is tan ce s   a n d   lo ad   an g le s   as  li s te d   in   T ab le  7 ,   w h er T que   an d   T rec   ar th i n s ta n o f   b o th   t h s ec o n d ar y   a r q u en c h in g   a n d   th e   r ec lo s in g   co m m a n d   in s ta n t,   r esp ec tiv el y .   Als o ,   u n d er   o cc u r r in g   A f au l at  th e   i n s tan 0 . 1   s   an d   at  0 . 2   s ,   th f au lted   p h ase  is   i s o lated   b y   in ter r u p ti n g   t h cu r r en t s   at  b o th   en d s   v ia  b r ea k er s .   Fig u r 5   an d   T ab le   7   c o n f ir m   t h co r r ec p er f o r m a n ce s   o f   th p r esen ted   m eth o d   u n d er   v a r io u s   f a u lt d is ta n ce s ,   f a u lt i n ce p tio n   an g les,  an d   lo ad   an g les.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   1 1     21   18       ( a)   A t se n d in g   en d   ( ze r o   k m )       ( b )   A t 2 1 0   k m         ( c)   A t 3 2 0   k m     Fig u r 5 .   B eh av io r   o f   in d ex   "     u n d er   tr an s ien t a n d   p er m an e n t f au lts   f o r   C ase  3   at  d if f er en f au lt lo ca tio n s .       T ab le  7 .   T o tal  E x ec u tio n   T i m o f   Stu d ied   C a s es   L o a d   a n g l e   ( δ o )   F a u l t   l o c a t i o n   ( k m)   T que   ( s)   T r e c   ( s)   T e x e   ( ms)   - 30   0   0 . 6 3 1   0 . 6 4 8   1 7 . 3 5   - 15   90   0 . 5 9 2   0 . 6 0 8   1 6 . 3 8   0   1 7 0   0 . 6 5 2   0 . 6 7 1   1 9 . 6 2   15   3 4 0   0 . 6 8 6   0 . 7 0 4   1 8 . 2 9   - 20   20   0 . 5 6 5   0 . 5 8 4   1 9 . 5 1   - 10   1 2 0   0 . 5 8 2   0 . 6 0 0   1 8 . 6 1   0   2 5 0   0 . 5 3 4   0 . 5 5 2   1 8 . 0 2   20   3 1 0   0 . 5 6 8   0 . 5 8 5   1 7 . 9 5   - 25   30   0 . 6 2 7   0 . 6 4 5   1 8 . 3 5   - 5   1 6 0   0 . 6 3 6   0 . 6 5 5   1 9 . 0 1   0   1 9 0   0 . 6 4 6   0 . 6 6 4   1 8 . 9 2   25   2 9 0   0 . 6 9 5   0 . 7 1 4   1 9 . 2 7   - 30   60   0 . 5 0 8   0 . 5 2 7   1 9 . 0 6   - 10   1 3 5   0 . 5 6 2   0 . 5 8 0   1 8 . 8 6   0   2 2 0   0 . 5 0 6   0 . 5 2 3   1 7 . 9 2   10   3 0 0   0 . 5 4 7   0 . 5 6 6   1 9 . 0 6   N o t e T e xe   T r e c     T que       3 . 3 . 5 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   c a s 5   C ase  5   h a s   b ee n   ca r r ied   o u t o   in v esti g ate   th e   p r esen ted   m eth o d   ab ilit y   to   d is tin g u is h   a m o n g   b o t h   p er m a n e n an d   te m p o r ar y   f a u lts   u s i n g   t h r ee   d if f er e n ar m o d els  ( A r c1 ,   A r c2 ,   an d   A r c3 ) .   Fig u r es  6   d ep icts   th o b tain ed   s ig n als  u n d er   ca s 5   b y   m o n i to r in g   t h b eh av io r   o f   th p r o p o s ed   in d ex   ( S t )   f o r   tr an s ien an d   p er m a n e n f au lts   u s in g   th e s v ar io u s   ar m o d els.   T h r esu lt s   co n f ir m   t h at  t h s u g g ested   i n d ex   v al u u n d er   o f   tr an s ie n f a u lt  h as  n o n - ze r o   v alu e,   w h er ea s   th in d e x   b ec o m es  ze r o   a f ter   q u e n ch i n g   t h s ec o n d ar y   ar c.   On   th o th er   h a n d ,   th i n d ex   r e m a in s   eq u a ls   ze r o   w i th o u t a n y   ch an g u n d er   p er m a n en f a u lts .     3 . 3 . 6 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   c a s 6   C ase  6   p r esen ts   t h e f f ec o f   s a m p li n g   f r eq u e n c y   o n   th b eh av io r   o f   th p r ese n ted   s c h e m e.   T h e   s a m p li n g   f r eq u e n c y   i s   ch o s e n   as  6 . 4   k Hz  in   th i s   p ap er .   T h u s ed   s a m p l in g   r ate  is   s et  a s   s f   6 . 4   k Hz  ( i.e . ,   1 2 8   s am p le s   /c y c le  at  5 0 Hz)   f o r   s y s te m   o p er atin g   at  f r eq u en c y   o f   5 0   Hz  is   u s ed t h u s ,   t h m a x i m u m   r eso lu tio n   le v el  ca n   b th 7 th   lev el,   i.e .   2 N 1 2 8   =2 7 .   I n   th is   p ap er ,   th p r o p o s ed   m eth o d   w as  test ed   u n d er   s i m ilar   co n d itio n   w it h   f s   =   3 . 2   k Hz  ( i.e . ,   6 4   s am p le s   /c y cl e) .   A   lin e - to - g r o u n d   tr an s ien t   ( A G)   f a u lt  t y p i s   cr ea ted   as  in   ca s 1 .   Fig u r 7   s h o w s   t h b eh av io r   o f   th p r e s en ted   m et h o d   f o r   t w o   s a m p li n g   f r eq u en c ies,  3 . 2   an d   6 . 4   k Hz,   r esp ec ti v el y .   T h er ef o r e,   t h s a m p li n g   r ate  s h o u ld   b eq u al  to   at  lea s 1 . 6   k Hz;  t h u s ,   t h e   m ax i m u m   r eso lu tio n   le v el  ca n   b th 5 th   lev el  to   d eter m in t h p r o p o s ed   in d ices.    0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 200 400 600 800 t i m e   ( s e c ) S t   i n d e x     T r a .   F a u l t P e r .   F a u l t tb tf tq 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 200 400 600 t i m e   ( s e c ) S t   i n d e x     T r a .   F a u l t P e r .   F a u l t tf tb tq 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 100 200 300 400 t i m e   ( s e c ) S t   i n d e x     T r a .   F a u l t P e r .   F a u l t tq tb tf Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       A   n o ve l wa ve let  p a ck et  tr a n s fo r b a s ed   fa u lt id en tifi ca tio n   p r o ce d u r es in   HV     ( A h med   R .   A d ly )   19       ( a)   Fo r   A r c1       ( b )   Fo r   A r c2       ( c)   Fo r   A r c3     Fig u r 6 .   B eh av io r   o f   in d ex   " S t "   u n d er   tr an s ie n t a n d   p er m a n en f a u lts   f o r   C ase  5   at  1 7 0   k m   f r o m   r ela y .           ( a) s f 3 . 2   k Hz  ( 6 4   s am p les /c y c le)       ( b ) s f 6 . 4 k Hz  ( 1 2 8   s a m p les /c y cle)     Fig u r 7 .   B eh av io r   o f   th p r o p o s ed   tech n iq u u n d er   d if f er e n t   s a m p li n g   f r eq u e n c y       4.   CO M P ARIS O N   WI T H   E XI ST I NG   S CH E M E S   T ab le  8   in tr o d u ce s   co m p ar is o n   a m o n g   t h p r esen ted   t ec h n iq u a n d   o th er   r ec en t l y   p u b lis h ed   m et h o d s   i n   t h li ter atu r e.     T h e   m er it s   o f   t h p r esen ted   tech n i q u co m p ar ed   w it h   t h p r ev io u s   m et h o d s   ca n   b e   s u m m ar ized   as f o llo w s :   a.   T h lo g ic  o f   t h p r esen ted   tec h n iq u i s   d eter m i n is tic,   also   a v o id s   t h n ee d   f o r   co llectin g   h is to r ical  d ata   w h ic h   m a y   n o t b r ea d il y   a v ai lab le.   b.   Mo r eo v er ,   th p r o p o s ed   s ch em is   f r ee   f r o m   s y n c h r o n izat i o n   p r o b lem s   d u to   th s in g le   en d   r ec o r d in g   o f   f a u lt c u r r e n t si g n als.   c.   Fo r   f a u lt -   t y p cla s s i f icatio n   a n d   f au lt   d etec tio n   f u n ctio n s ,   t h s a m f ea t u r ex tr ac tio n   s ta g is   ap p lied   i n   th p r o p o s ed   s ch e m e   th er eb y   i m p r o v in g   t h it s   o p er atio n   s p e ed   an d   m a k i n g   t h p r o p o s ed   s ch e m e   ea s ier   to   i m p le m e n t c o m p ar ed   w ith   t h co m p etiti v s c h e m es i n   th e   liter atu r e.   d.   T h p r esettin g   v al u i s   ad ap ti v a n d   r elies   o n   th e   lo ad   le v e to   eli m i n ate  th e   p r o b lem s   a s s o ciate d   w it h   th f a u lt d etec tio n   s ta g u n d er   lo ad   v ar iatio n s   ca s es.    e.   T h p r esen ted   f a u lt  c lass if icat io n   f u n ctio n   is   ca r r ied   o u o n   th b asi s   o f   h ig h   f r eq u e n c y   c o m p o n en t   an d   lo w   f r eq u en c y   co m p o n e n t i s   p r ec is e.     f.   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   d is cr i m i n ates c o r r ec tl y   b et w ee n   tr an s ie n t a n d   p er m a n e n t f a u lt s .   g.   T h p r o p o s ed   s ch e m r eq u ir es  lo w   m e m o r y   ca p ac it y   as  it  ex tr ac ts   o n l y   t h r ee   f a u lt  f ea tu r es  f r o m   t h r ee   f au lt c u r r en t si g n al s.     0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 100 200 300 400 500 t i m e   ( s e c ) S t   i n d e x     T r a .   F a u l t P e r .   F a u l t 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 200 400 600 t i m e   ( s e c ) S t   i n d e x     T r a .   F a u l t P e r .   F a u l t 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 200 400 600 t i m e   ( s e c ) S t   i n d e x     T r a .   F a u l t P e r .   F a u l t 500 1000 1500 2000 0 200 400 600 Nu m b e r   o f   s a m p l e S t   i n d e x 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 200 400 600 Nu m b e r   o f   s a m p l e S t   i n d e x Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,    Vo l.   8 ,   No .   1 A p r il 2 0 1 9 :   1 1     21   20   T ab le  8 .   T h p r esen ted   s ch e m v er s u s   th co r r esp o n d in g   e x i s ted   s ch e m e   B a si c   e sse n c e   P r o c e ss t y p e   I n p u t   D a t a   C o mm . /   N o n   C o mm .   ( D .   &   C . )   f a u l t s   ( D .   F . )   n a t u r e s   S a mp l i n g   F r e q u e n c y   ( k H z )   S e t t i n g   T h r e sh o l d   P r o p o se d   W P T   T e c h n i q u e   D i r e c t l y   o n   c u r r e n t   a n d   h a r mo n i c   si g n a l   I   a t   si n g l e   e n d   N o n         6 . 4   A d a p t i v e   W P T   [ 4 ]   O n   v o l t a g e   h a r mo n i c   I   a t   si n g l e   e n d   N o n     ×     6 . 4   A d a p t i v e   D W T   [ 5 ]   D i r e c t l y   o n   c u r r e n t   si g n a l   I   a t   si n g l e   e n d   N o n       ×   6 . 4   A d a p t i v e   S - t r a n sf o r m,  D T - F u z z y   [ 7 ]   D i r e c t l y   o n   c u r r e n t   si g n a l   I   a t   si n g l e   e n d   N o n       ×   1   N o   N e e d   W T   &   S V M   [ 8 ]   D i r e c t l y   o n   v o l t a g e   si g n a l   I   a t   si n g l e   e n d   C o mm .     ×   2 0 0   N o   N e e d   A C U S U M   [ 1 0 ]   D i r e c t l y   o n   c u r r e n t   si g n a l   I   a t   si n g l e   e n d   N o n       ×   1   F i x e d   W T   &   R T   [ 9 ]   O n   c u r r e n t   h a r mo n i c   I   a t   si n g l e   e n d   N o n       ×   1 2 . 7 7   F i x e d   W T   [ 1 2 ]   O n   h i g h   f r e q u e n c y   c o mp o n e n t   I   a t   si n g l e   e n d   N o n       ×   20   F i x e d   D F T   [ 1 4 ]   O n   c a l c u l a t e d   i n d i c e s   I   &   V   a t   d o u b l e   e n d   C o mm .   ×     3 . 8 4   F i x e d   W P T   [ 1 6 ]   D i r e c t l y   o n   v o l t a g e   si g n a l   V   a t   s i n g l e   e n d   N o n     ×     3 . 8 4   F i x e d   D F T   [ 1 7 ]   O n   v o l t a g e   h a r mo n i c   V   a t   s i n g l e   e n d   N o n     ×     NR   A d a p t i v e   F F T   &   A N N   [ 1 8 ]   O n   v o l t a g e   h a r mo n i c   V   a t   s i n g l e   e n d   N o n     ×     NR   N o   N e e d   G T   &   A N N   [ 1 9 ]   D i r e c t l y   o n   c u r r e n t   si g n a l   I   a t   si n g l e   e n d   N o n     ×     6 . 4   N o   N e e d   N R :   N o t   r e p o r t e d   ( D .   C . ) :   D e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n ;   ( D .   F . ) :   D i scri mi n a t e   f a u l t ;   C o mm . :   C o mm u n i c a t i o n ;   a n d   I   a n d   V :   t h e   p h a se   c u r r e n t   a n d   v o l t a g e   si g n a l s,  r e sp e c t i v e l y .       5.   CO NCLU SI O N   T h ad ap tiv W PT   b ased   p r o t ec tio n   m eth o d   is   p r ese n ted   f o r   HV  tr an s m is s io n   n et w o r k s .   T h W P T   is   e m p lo y ed   as  h ar m o n ic  ex tr ac t io n   to o ls .   T h p r o p o s ed   s ch em id en ti f ie s   th f au l d etec tio n ,   class i f icat io n ,   th e   f au lt  n at u r e,   an d   e s ti m ate  t h e   f a u lt  p er s i s te n ce   ti m o f   tr an s ie n f a u lt  v ia   an al y zi n g   t h h ar m o n ic  o f   t h e   p h ases   cu r r e n u s in g   W P T .   T h n o v elt y   o f   t h p r esen ted   s ch e m o v er   o th er   ex is ted   m et h o d s   is   th at  t h e   p r esen ted   s ch e m is   b ased   o n   an   ad ap tiv t h r es h o ld   lev el   an d   th en   n o   s p ec ial  ad j u s t m en is   r eq u ir ed   to   d if f er e n tr a n s m is s io n   s y s te m s .   A l s o ,   th p r ese n ted   al g o r ith m   o n l y   u s e s   t h m ea s u r ed   cu r r en at  o n e   ter m i n al   r ed u cin g   th r eq u ir ed   co s t.  Fo r   all  f u n ct io n s   o f   t h p r o p o s ed   s ch e m e,   t h d etec tio n   s tag is   ap p lied   im p r o v i n g   th o v er all   s p ee d   w h er i is   e asier   to   i m p le m e n t.  T h p r ese n ted   s c h e m is   ac c u r ate  a n d   r eliab le  f o r   d if f er en t   t y p es o f   tr a n s m is s io n   li n e s   f a u lts   at  v ar io u s   lo ca tio n s   an d   w it h   v ar iatio n s   i n   in c id en ce   an g le s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Y.  Zh o n g ,   X .   Ka n g ,   Z.   Jia o ,   Z.   W a n g   a n d   J.  S u o n a n ,   " A   No v e Dista n c e   P ro tec ti o n   A lg o rit h m   f o th e   P h a se - G ro u n d   F a u lt , "   in   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   P o we r De li v e ry ,   v o l.   2 9 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 1 8 - 1 7 2 5 ,   A u g .   2 0 1 4 .   [2 ]   B.   P a tel,   P .   Be ra ,   a n d   B.   S a h a ,   " W a v e let  P a c k e En tro p y   a n d   RB F NN   Ba se d   F a u lt   De tec ti o n ,   Clas sif ic a ti o n   a n d   L o c a li z a ti o n   o n   HV A T ra n s m i ss io n   L in e , "   El e c tric  Po we Co mp o n e n ts  a n d   S y ste ms v o l.   4 6 ,   n o . 1 ,   p p .   1 5 - 2 6 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   P .   S h a rm a ,   D.  S a in i,   A .   S a x e n a " F a u lt   De tec ti o n   a n d   Clas sif ica ti o n   in   T ra n sm is sio n   L in e   u si n g   W a v e let  T r a n sf o r m   a n d   A NN , "   Bu ll e ti n   o El e c trica l   En g i n e e rin g   a n d   I n fo rm a ti c s v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   4 5 6 - 4 6 5 2 0 1 6 .     [4 ]   A .   R.   A d l y ,   R.   A .   El   S e h ie m y ,   A.  Y.  A b d e laz iz,  S .   A .   Ko tb ,   " A n   A c c u ra te  T e c h n iq u e   f o r   Disc ri m i n a ti o n   b e tw e e n   T ra n sie n a n d   P e rm a n e n F a u lt i n   T ra n sm is sio n   Ne tw o rk s , "   El e c t ric   p o we c o mp o n e n t   a n d   sy ste ms v o l.   4 5 ,   n o .   4 ,   p p .   3 6 6 - 381 2 0 1 7 .   [5 ]   A .   R.   A d l y ,   R.   A .   El   S e h ie m y ,   A.  Y.  A b d e laz iz,  N.  M .   A .   Ay a d ,   " Crit ica A sp e c ts  o n   W a v e let  T ra n sf o rm s   Ba se d   F a u lt   Id e n ti f ica ti o n   P r o c e d u re i n   HV   T ra n sm issio n   L in e , "   IET   Ge n e ra ti o n   T ra n sm issi o n   &   Dist rib u ti o n v o l.   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   5 0 8 - 5 1 7 2 0 1 6 .   [6 ]   A .   R.   A d l y ,   R.   A .   El   S e h iem y ,   A .   Y.  A b d e laz iz,   " A   n o v e sin g l e   e n d   m e a su rin g   sy st e m   b a se d   fa st  id e n ti f ica ti o n   sc h e m e   f o tran sm issio n   li n e   f a u lt s, M e a su re me n t ,   v o l.   1 0 3 ,   p p .   2 6 3 - 2 7 4 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   S .   R.   S a m a n tara y ,   " A   s y ste m a ti c   f u z z y   ru le  b a se d   a p p r o a c h   f o f a u lt   c las sif ica ti o n   in   tran sm issio n   li n e s, "   Ap p li e d   S o ft   Co mp u ti n g v o l.   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   9 2 8 - 9 3 8 ,   F e b ru a ry   2 0 1 3 .   [8 ]   H.  L iv a n a n d   C.   Y.  Ev re n o so ğ l u ,   " A   F a u lt   Clas sif ica ti o n   a n d   L o c a li z a ti o n   M e th o d   f o T h re e - T e rm in a Circu it s   Us in g   M a c h in e   L e a rn in g , "   in   IEE T ra n sa c t io n s o n   P o we r De li v e ry ,   v o l.   2 8 ,   n o .   4 ,   p p .   2 2 8 2 - 2 2 9 0 ,   Oc t.   2 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.