I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   6 ,   No . 4 ,  Dec em b er   2 0 1 7 ,   p p .   3 4 3 ~3 5 0   I SS N:  2252 - 8814          343       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AAS   Fault Iden tif i ca ti o n in Sub - s tatio n  b y  Using  Neuro - F uzz y   Techniqu e       Anirud h Ya da v 1 ,  Vina y   K um a r   H a rit 2   1 De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   S . H.I. A . T . S ,   A ll a h a b a d ,   U. P . ,   I n d ia   2 De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   De lh i  T e c h n ica l  Un iv e rsity ,   Ne w   De lh i ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 6 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   No v   1 7 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   No v   2 2 ,   2 0 1 7       F a u lt   i d e n ti f ica ti o n   a n d   it s  d iag n o sis  is  a n   im p o rtan t  issu e   in   p re se n t  sc e n a rio   o f   p o w e r   s y ste m ,   a s  h u g e   a m o u n t   o f   e lec tri c   p o w e r  is   u ti li z e d .   Ra n d o m   t y p e s   o f   f a u lt s  o c c u r  in   su b sta ti o n ,   w h ich   lea d s  to   irreg u lar  a n d   d isc o n ti n u e   su p p ly   o f   p o w e r  f ro m   g e n e ra ti n g   to   c o n su m e r   p o in t .   F a u lt   d e tec ti o n   is  a n   im p o rtan t  c o n c e p t  o f   p o w e r  s y ste m   w h ich   is  to   b e   stu d ied   a n d   n e w   m e th o d   h a s  to   d e v e lo p   f o r  f a u lt   d e tec ti o n   a n d   r e m o v a l  o f   it .   T h is  p a p e r  p ro p o s e d   o n - l in e   f a u lt   d e tec ti o n   a n d   i d e n ti f ica ti o n   o f   f a u lt - ty p e   b y   u sin g   Ne u ro - F u z z y   m e th o d   in   su b sta ti o n .   Co m b in a ti o n   o f   Artif icia l   Ne u ra l  Ne t w o rk   ( A NN )  a n d   F u z z y   L o g ic   (F L ) ,   re su lt s  in   g a in in g   le a rn in g   c a p a b il it ies   o f   f u z z y   lo g ic .   V a riatio n   o f   c u rre n t  a c c o rd i n g   to   f a u lt   is   u se d   f o r  i d e n ti f ica ti o n .   F u z z y   c o n tr o ll e r   d isp lay   o u tp u t  c o n d it i o n   in   f o rm   o f   (0 , 1 ). He re ,   sin g le  li n e - to   g ro u n d   (L G )   f a u lt ,   li n e - to - l in e   (L L )  fa u lt ,   d o u b le   li n e - to   g r o u n d   (L LG )/L LL   f a u lt   a re   c o n sid e re d .   K ey w o r d :   A r ti f icial  n e u r al  n et w o r k   ( A NN)   Fu zz y   l o g ic  ( F L )   Gr ap h ical  u s er   i n ter f ac e  ( GUI )   Su b s tat io n     Co p y rig h t  ©   201 7   In s t it u te o f  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 l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   An ir u d h   Yad av ,   De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,     S . H.I. A . T . S ,   A ll a h a b a d ,   U. P . ,   In d ia.   E m ail:  id - e r. a n iru d h 5 3 @g m a il . c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   Du e  to   p r ese n t   d ev elo p m e n t  i n   all - ar o u n d   w o r ld ,   co n s u m p t io n   a n d   d e m a n d   o f   th e   elec tr i c  p o w er   i s   in cr ea s ed   to   lar g e  e x te n d .   T h is   d e m a n d   h a s   to   m ee t  w it h   t h e  le v el  o f   q u alit y   an d   w i th o u t  i n ter r u p tio n s .   A  p o w er   d is tr ib u t io n   i s   a  co m p l ex   p r o ce s s   w h ic h   i n v o lv e s   h u g e  g en er ati n g   p la n ts ,   lar g e  le n g th   o f   tr an s m is s io n   lin e  a n d   d if f er e n t le v el  o f   s u b s tatio n s .   I n   t h i s   w h o le  p r o ce s s   o f   elec tr ic  p o w er   tr an s f er ,   v o lt ag e  is   s tep - u p /s tep - d o w n   at  d if f er en t  lev el  as  p er   r eq u ir e m en t.  Fo r   ex a m p le,   elec tr ic  p o w er   is   n o r m all y   g e n er ated   in   r an g e  o f   1 1 - 2 5 KV  in   p o w er   s tatio n .   T h en   it is   s tep - u p   to   HV/E HV/U HV  lev els ( 3 3 /6 6 KV)   f o r   tr an s m itt in g   p o w er   th r o u g h   tr an s m is s io n   l in e  f o r   lo n g   d is tan ce .   T h ese  li n es  ar e  ter m i n ati n g   i n to   s u b s tatio n   at  t h e  v o lta g e  lev e l  o f   2 2 KV/1 1 KV/6 . 6 KV  etc  f o r   p o w er   d i s tr ib u tio n   to   lo ad   p o in ts   th r o u g h   a   d is tr ib u tio n   n et wo r k   o f   lin es.   A t  lo ad   p o in t  ( lo ca liti es,  i n d u s tr ial  ar ea   , v illa g e  etc. ) ,   a  tr an s f o r m er   f u r t h er   r e d u ce s   th e  v o lta g e  lev el  to   4 1 5 V   to   p r o v id e  th e  s u p p l y   to   lo w   te n s io n   ( L T )   f ee d er s   to   in d iv id u als  co n s u m er ,   eit h er   at  2 4 0 V  ( f o r   s in g le  p h a s e   s u p p l y )   o r   4 1 5 V  ( f o r   t h r ee - p h ase  s u p p le) .   An   o v er h ea d   li n e  o r   an   u n d er g r o u n d   ca b le  is   u s ed   i n   f ee d er .   Dep en d in g   u p o n   d e n s it y   o f   c o n s u m er s ,   le n g t h   o f   1 1 KV   f e ed er   is   g en er all y   u p   to   3   k m   in   u r b an   ar ea   w h ile   len g th   is   m u ch   lar g er   ( u p   to   2 0 - 3 0   k m )   in   r u r al  ar ea s .   T h u s ,   it  is   n ec ess ar y   to   h a v e  f a u lt  h an d lin g   s y s te m   f o r   co n tin u o u s   an d   r eliab le  elec tr i c  p o w er   s u p p l y .     I n teg r ati n g   o f   A r ti f icia l  n eu r o n   Net w o r k   ( A N N)   an d   f u zz y   l o g ic  ( FL ) ,   ca lled   Neu r o - f u zz y   n et w o r k s .   I n   t h is   n et w o r k ,   o u tp u t  o r   w ei g h t   o f   A NN   s er v e s   a s   f u zz y   s ets  a n d   it  h a v e  n eu r o n   t h at  ca l led   f u zz y   n e u r o n s .   Var iatio n   o f   c u r r en t,  ac co r d in g   to   f a u lt  is   u s ed   f o r   id en ti f ica tio n .   Fu zz y   co n tr o ller   d is p la y   o u tp u t  co n d itio n   i n   f o r m   o f   ( 0 ,   1 )   i.e .   0   f o r   n o r m al   co n d itio n   an d   1   f o r   f a u lt c o n d itio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 3   –   3 5 0   344   2.   SUB ST A T I O N   A  s u p p le m e n tar y   s ta tio n   f o r   elec tr icit y   g en er at io n ,   tr a n s m is s io n   an d   d is tr ib u t io n   s y s t e m   w h er e   v o ltag e  lev el   is   s tep - u p /s tep - d o w n   w it h   t h e  h elp   o f   tr an s f o r m er .   Dep en d i n g   u p o n   v o lta g e,   th eir   ap p licatio n   in   p o w er   s y s te m   a n d   m eth o d   u s ed   to   b u ild   th e m ,   th e s e  s u b s ta tio n   ar e  cla s s i f ied   i n   v ar io u s   t y p e s   li k e   tr an s m is s io n   s u b s tatio n s ,   d is tr ib u tio n   s u b s ta tio n ,   C o n v er ter   s u b s ta tio n ,   s w i tch i n g   s u b s tatio n s   etc.   So m e  o f   t h e  ele m e n ts   o f   s u b s tatio n   ar e  s h o w n   i n   F i g u r e  2   ( a) .       CB CB CB CB CB CB CB CB CB F E E D E R     1 F E E D E R     2       Fig u r e  2   ( a) .   L ay o u t o f   S u b s t atio n       Su b s tat io n s   co n s i s t  o f   s w itc h i n g   an d   p r o tectio n   s y s te m ,   tr an s f o r m er s ,   r ela y s ,   cir cu i t  b r ea k er s   f ee d er s   f o r   s u p p l y   e lectr ic  p o w er   to   s m all  ar ea .   T h e y   m a y   b e  o n   t h e  s u r f ac e  i n   f e n ce d   en clo s u r es,  u n d er g r o u n d   o r   lo ca ted   in   s p ec ial - p u r p o s e  b u il d in g .   Feed er   o f   S u b s ta tio n   i t  i s   u n ec o n o m ical   an d   n o n - r eliab le   to   co n n ec t   t h e  co n s u m er s   to   th e   h ig h - v o ltag e  tr a n s m i s s io n   l in e  n et w o r k   d ir ec tl y ,   i f   t h e y   n o t  r eq u ir e  h u g e  a m o u n t s   o f   p o w er .   So ,   th e  d is tr ib u tio n   su b s ta tio n   r ed u ce s   v o lta g e  le v el  to   a  s u i tab le  f o r   lo ca l  co n s u m er s   li k e  s m all  in d u s tr ies,  h o u s es  etc  w h ic h   f ed   b y   u s i n g   f ee d er s .   T h e  f ee d er s   o f   s u b s tatio n   ar e  s h o r t in   le n g t h .       3.   F AULT   A b n o r m al  co n d itio n s   o cc u r   wh ile  tr an s m itti n g   p o w er   is   ca ll ed   elec tr ical  f au lt s .   T h ey   ar e  c ateg o r ized   in to   S y m m etr ical  f a u lt s   an d   Un s y m m e tr ical  f a u lts .   Ag ain ,   U n s y m m e tr ical  f a u lts   ar e  class i f ied   as  Sin g le  li n e - to   g r o u n d   ( L G)   f a u lt,  li n e - to - l in e   ( L G)   f au l t  an d   d o u b le  lin e /LL L – g r o u n d   f au l t.  O u t  o f   all   f a u lts ,   L G  f au lt   i s   m o s t se v er e.   A cc o r d in g   to   f a u lts ,   v ar io u s   w av e f o r m s   s h o w in g   v ar iatio n   o f   cu r r e n t a r e:           F ig u r e  3 .   ( a)   W av ef o r m   o f   C u r r en t a t N o - f a u lt   C o n d itio n   Fig u r e   3   ( b ) .  W av ef o r m   o f   C u r r en t a t  L G  Fa u lt  C o n d itio n           Fig u r e  3   ( c) .   W av ef o r m   o f   C u r r en t a t  L L   Fa u lt  C o n d itio n   Fig u r e   3   ( d ) .  W av ef o r m   o f   c u r r en t  at  L L L   f au lt     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       F a u lt I d e n tifi ca tio n   in   S u b - S ta tio n   b y  Usi n g   n e u r o - F u z z y  Tech n iq u e  …  ( A n r u d h   Ya d a v )   345   4.   ARTI F I CI AL   N E URA L   NE T WO RK   ( ANN)   An   ar tif ic ial  n e u r o n   n et w o r k   w h ic h   d ep en d   o n   r elatio n s h ip   b et w ee n   p ast,  p r esen t  an d   f u tu r e   co n d itio n   h eld   i n   a n y   s y s te m .   T h ese  n et w o r k s   co n s i s t  o f   i n p u t  n o d es  o r   i n p u t  la y er   i f   n e u r o n s ,   o n e  o r   m o r e   h id d en   la y er   o f   n eu r o n s ,   an d   f in al  la y er   o f   o u tp u t  n e u r o n s .   Nu m er ical  v al u e  w h ich   i s   ass o ciate d   to   ea ch   co n n ec tio n   is   ca lled   w ei g h t.  T h is   n et w o r k   i s   co m p o s ed   o f   s i m p le  ele m e n t o p er atin g   in   p ar allel.   So m e  f ac to r   w h ich   g i v e  ad v a n tag e  to   ANN:   a.   T h ese  n et w o r k s   ar e  n o n - lin ea r   w h ic h   m a k e  ab le  to   class i f y   b et w ee n   d if f er e n t p atter n s .   b.   T h ese  ar e  ad ap tiv e,   ca n   tak e  d ata  an d   lear n   f r o m   it.   c.   T h ey   ca n   b e  ea s il y   g e n er alize d   d.   A N N  is   a  p ar allel  d is tr ib u ted   i n f o r m atio n   p r o ce s s i n g   n et w o r k .     4 . 1   Art if icia l N euro n M o del   Her e,   p r o ce s s in g   n e u r o n   co m p u tes  t h e  w ei g h ted   s u m   o f   it s   in p u t s   a n d   o u tp u t  ac co r d in g   to   w h et h er   th is   w e ig h ted   s u m   i s   ab o v e  o r   b elo w   a  ce r tain   t h r es h o ld .   T h i s   m o d el  is   g o v er n ed   b y   E q u ati o n :                 y k = f ( u k − θ k )                           ……. ( i)               whe r e   u k = ∑ w kj x j                                     ……. . ( ii)               x 1 , , x 2, x 3, ………. x p     –   I n p u t   s ig n al               w k1 ,w k2 , ……. w kp   –   W eig h t o f   n e u r o n   k                                            u k   -   li n ea r l y   co m b i n ed   o u tp u t     4 . 2   L ea rning   in ANN   Dif f er en t   lear n in g   p r o ce s s   ar e  u s ed   w h ich   d ep en d   u p o n   c o m p atib il it y   to   d i f f er en t   tas k .   A   n eu r al   n et w o r k   u s es e i th er   s u p er v i s e d   o r   u n s u p er v i s ed   lear n i n g .     4 . 2 . 1     Su perv is ed  lea rn ing   I n   s u p er v i s ed   lear n in g ,   th e  n et w o r k   w h ic h   is   p r o v id ed   w i th   ex a m p le  a n d   d esire d   o u tp u t  is   o b tain ed .   T h en   n et w o r k   w ei g h t is  m o d if ied   to   m i n i m ize  t h e  d if f er en ce   b et w ee n   n et w o r k   o u tp u t a n d   d esire d   o u tp u t.     4 . 2 . 2     Uns u perv is ed  lea rni ng   An   in p u t  s i g n a l  is   o n l y   g i v en   in   u n s u p er v is ed   lear n i n g ,   an d   th e  n et w o r k   w eig h t  is   c h an g e  th r o u g h   p r ed ef in ed   alg o r ith m ,   w h ich   u s u a l l y   g r o u p s   t h e  d ata  in t o   b u n d le  o f   s a m e  i n f o r m ati o n .   A   f ee d   f o r w ar d   n et w o r k   i s   m o s t  co m m o n   n et w o r k   u s ed   f o r   s u p er v i s ed   lear n in g .   Mu lti - la y er   P er ce p tio n   ( ML P )   n et w o r k   i s   m o s t  p o p u lar   o f   all  n e u r o n   n e t w o r k .   M L P   is   m o s t  p o p u lar   n eu r al  n et w o r k   t y p e  w h ic h   is   u s e d   an d   g e n er all y   s h o r t - ter m   lo ad   f o r ec asti n g   m o d el  ar e  b ased   o n   it.  A   p er ce p tr o n   is   th e  b asic  n e u r o n   ( u n it)  o f   th e  n et w o r k .   T h e   ML P   n e t w o r k   co n s is ts   o f   s ev er al  la y er s   o f   n e u r o n s .   E ac h   n eu r o n   i n   a  p ar tic u lar   la y er   is   co n n ec ted   to   ea c h   n eu r o n   o f   o th er   la y er .   Feed b ac k   co n n ec tio n s   ar e  ab s en t .       4 . 3   Arc hite ct ure  o f   ANN  m o de l           Fig u r e  4   ( a) .   A r ch itect u r e  o f   ANN  Mo d el     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 3   –   3 5 0   346   4 . 4   ANN  in M AT L AB   A   n e u r al  n et w o r k   ca n   tr ai n ed   to   p er f o r m   a  p ar ticu lar   f u n ctio n   b y   ad j u s tin g   t h e  v al u es   o f   t h e  w e ig h ts   b et w ee n   ele m en t s .   T h e  tr ain i n g   o f   ANN  i n   M A T L A B   is   d o n e  b y   u s i n g   g r ap h ical  to o ls   to   s o lv e  p r o b le m s   i n   f u n ctio n   f i tti n g ,   p atter n   r ec o g n itio n   a n d   clu s ter in g .   Gr ap h ic al  User   I n ter f ac e  ( GUI )   is   d es ig n ed   to   b e  s i m p l e   an d   u s er   f r ien d l y .   GUI   ar e  u s e   f o r   cr ea tin g   f u n ctio n   in   ANN.   T h e  f o llo w i n g   f u n ct io n s   ar e:   a.   n cto o l - Ne u r al  n et w o r k   clas s if i ca tio n   to o l   b.   n f to o l - Op en   Ne u r al  Net w o r k   f itti n g   to o l   c.   n n to o l - Op en   Net w o r k /Data  M an ag er   d.   n n tr ai n to o l -   Ne u r al  Net w o r k   t r ain in g   to o l   e.   n p r to o l - Net w o r k   p atter n   r ec o g n itio n   to o l   f.   v ie w - Vie w   a  n eu r al  n et w o r k   I n   all  f u n c tio n , ” n f to o l”  f u n ctio n   is   u s ed   to   cr ea te  th e  A NN  m o d el.         5.   F U Z Z Y  L O G I C    I n   1 9 6 0 ,   L o tf i  A .   Z ed e n   d ev e l o p s   a  m at h e m atica l  r u le  a n d   f u n ct io n s   f o r   p r o v id in g   n at u r al   lan g u a g e  q u er ies,  ca lled   f u zz y   lo g ic.   I t  is   s et   o f   co n v en tio n al   o r   B o o lean   lo g ic.   I t  p r o v id e  a   m eth o d   o f   ca lcu late   in ter m ed iate  v a lu e s   b et w ee n   a b s o lu te  tr u e  a n d   ab s o lu te   f a ls e   co n d itio n   w it h in   r an g e  o f   0 . 0   - 1 . 0 .   I t  is   p o s s ib le   to   ca lcu late  th e  d e g r ee   to   w h ic h   an   ite m   i s   a  m e m b er   b y   f u zz y   lo g ic.   T h ey   p r o v id e  p o w er f u l   m a th e m atica l   to o ls   w h ic h   h elp   i n   m o d elin g   a n d   co n tr o llin g   n   u n ce r tain   s y s te m   i n   d i f f er e n t  f ield s .   F u z z y   s e ts   ar e   f ac i litato r s   i n   g i v i n g   ap p r o x i m a te  r ea s o n   i n   d ec is i o n - m a k in g   w it h o u t   co m p lete  a n d   p r ec is e  d ata.   T h e  g r ap h ical  r ep r esen tatio n   o f   f u zz y   an d   B o o lean   s et s   is   d if f er e n t  f r o m   ea c h   ot h er .   I t a ls o   allo w s   g i v in g   w i d e  r an g e  o f   ap p licatio n   i n   d if f er en t f ield s .     5 . 1 .   F uzzy   Set s   A   s e t  in   w h ic h   w h o le  ele m e n t s   h a v e  d eg r ee   o f   m e m b er s h ip ,   is   a  f u zz y   s ets  i.e .   an   ele m e n t   o f   s et  ca b   b e  f u ll  m e m b er   o r   a  p ar tial  m e m b er .   Fo llo w i n g   m et h o d   is   u s ed   to   d ef in e  a  cr is p   s et: -   a.   A   s u b s et  U  o f   a  s e t  S  i s   a   m ap p in g   f r o m   ele m e n ts   o f   S  to   t h e  s et  {0 ,   1 }.   T h is   is   r ep r esen ted     b y   U : S>  {0 ,   1 }.   b.   A   m ap p in g   i s   r ep r esen ted   b y   o n e  o r d er ed   p air   f o r   ea ch   elem en t  S  w h er e  t h e  f ir s t  ele m e n t  is   f r o m   t h e  s et   S  an d   th e  s ec o n d   ele m e n t  f r o m   s et  {0 ,   1 }.   T h e  v alu e  ze r o   r ep r esen ts   n o n - m e m b er s h i p   an d   v alu e  1   r ep r esen t  m e m b er s h ip .     5 . 2 .   M e m ber s hi p f un ct io n   A  m at h e m atica l   f u n ctio n   w h ic h   d ef in e s   t h e  d eg r ee   o f   a n   ele m en t’ s   m e m b er s h ip   in   f u s s y   s et  is   ca lled   m e m b er s h ip   f u n ct io n .   Fo r   a n y   s et   X,   a  m e m b er s h ip   f u n cti o n   o n   X   is   a n y   f u n ctio n   f r o m   X  to   th e   r ea l  u n it   in ter v a l  [ 0 ,   1 ] .   I t  ca n   r ep r esen t   a  f u zz y   s et   Å   an d   d e n o ted   b y   µ A .   Her e,   o u tp u t  co m es   in   0 ,   1   f o r m   w h er e  v al u e   0   m ea n s   X   in   n o t   a  m e m b er   o f   f u zz y   s et  a n d   v alu e   1   m ea n s   is   m e m b er   o f   t h e  f u zz y   s et.   T h e  v alu e   b et w ee n   0   an d   1   ch ar ac ter ize  f u zz y   m e m b er ,   w h ic h   b elo n g   to   f u zz y   s et   p ar tiall y .     5 . 3   F uzzy   in  M AT L AB   Fu z z y   L o g ic   T o o lb o x   is   a  co l lectio n   i f   i n - b u il t  f u n ctio n   o f   MA T L A B .   I t  p r o v id es  to o ls   f o r   cr ea tin g   an d   ed itin g   f u zz y   i n f er en ce   s y s te m .   I n   f u zz y   to o l  b o x ,   GUI   i s   d esig n ed   to   b e  s i m p le.   Fo llo w i n g   s tep s   is   to   b e   tak en   to   cr ea te  f u zz y   lo g ic  s y s te m : -   a.   T y p e  Fu zz y   in   co m m an d   w i n d o w .   FIS  ed ito r   w i n d o w   o p en s .   b.   C lic k   o n   ed it,  s et  in p u t a n d   o u tp u t.  T h en   s et  t h e  m e m b er s h ip   f u n ctio n .   c.   Go   to   ed it,  click   o n   r u le.   R u le  E d ito r   W in d o w   o p en s .   Se t th e  r u le  ac co r d in g   to   r eq u ir e m e n t s .   d.   Af ter   Sett in g   r u le,   s av e  t h e  w i n d o w   a n d   p u t  F u zz y   lo g ic  C o n tr o ller   o n   m o d el  w i n d o w   f o r m   Si m u li n k   lib r ar y .   e.   Sp ec if y   o u r   f u zz y   i n f er en ce   s y s te m   a s   FI L   f ile  o r   s tr u c tu r e   f.   Af ter   th a t RUN t h e  m o d el  a n d   g et  o u tp u t a cc o r d in g   to   o u r   r u les.       6.   NE URO - F U Z Z Y   M O DE L   A   co m b in at io n   o f   ANN  a n d   f u zz y   lo g ic  f o r   ar ti f icial  i n telli g e n ce   is   r e s u l t in   n e u r o 0 f u zz y   m o d el.   I t is  a  lin g u is tic   m o d el  w h ic h   u s es  a  s et   o f   I f - T h e n   f u zz y   r u les.  I t  is   t h e  s y s te m   w h ic h   s y n c h r o n izes  t w o   tech n iq u es ;  r es u lt   in   h u m a n - l ik e  r ea s o n i n g   ca p ab ilit y   o f   f u zz y   s y s te m s   w i th   t h e  lear n i n g   ab ilit y   o f   n eu r al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       F a u lt I d e n tifi ca tio n   in   S u b - S ta tio n   b y  Usi n g   n e u r o - F u z z y  Tech n iq u e  …  ( A n r u d h   Ya d a v )   347   n et w o r k .   Ne u r o - f u zz y   h y b r id izatio n   is   w id el y   ter m ed   as  Fu zz y   Neu r al  Net w o r k   ( FN N)   o r   Neu r o - Fu zz y   S y s te m   ( N FS ) . B lo ck   d iag r a m   r ep r esen t in g   n e u r o - f u zz y   m o d el  s h o w n   in   F ig u r e  6   ( a) .           Fig u r e  6   ( a) .   B lo ck   Diag r a m   R ep r esen tin g   Ne u r o - f u zz y   Mo d el       7.   M E T H O DO L O G Y  US E D   Fig u r e   7   r ep r esen ts   th e  f lo w c h ar t u s ed   f o r   ac h ie v i n g   o b j ec tiv e  o f   th is   w o r k .           Fig u r e  7 .   Flo w   C h ar t o f   Mo d e l       8.     RE SU L T S   I n   th i s   s i m u latio n ,   th e  f ee d er   o f   d is tr ib u tio n   s u b s tatio n   is   d esig n ed .   Her e,   w e  id en ti f y   s h o r t  cir cu it  f au lt a t s u b s tatio n .   A   s i m u la te  s u b - s tatio n   f ee d er s   ar e  s h o w n   in   F i g u r e  8   ( a) .           Fig u r e  8   ( a) .   Sim u lat io n   B lo ck   o f   Su b s ta tio n   Dis tr ib u tio n   s u b - s tatio n   S y s te m   m o d eli n g   Fu zz y   m o d el   Fo r   Fau l t id en ti f i ca tio n   ( O/p   in   0 ,   1   f o r m )   Dis p la y   An al y s i s   No r m al  /  A b n o r m al  cu r r en t d ata   A r ti f icial  Ne u r al  Net w o r k   Mo d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 3   –   3 5 0   348   Af ter   s i m u latio n ,   w e  f ee d   th e  o u tp u t  cu r r e n t  to   ANN  as  i n p u t.  A f ter   p r o ce s s in g   A NN  o u t p u t  is   u s ed   as  i n p u t   f o r   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller .   Fin all y ,   f u zz y   co n tr o lle r   g i v es   o u tp u t  i n   f o r m   ( 0 ,   1 ) . Var io u s   o u tp u t   o f   Neu r o - F u zz y   m o d el  is   s h o w n   b elo w   in   T ab les.       T ab le  1 .   Ou tp u t v al u e  o f   A NN   T ab le  2 .   Ou tp u t o f   F u zz y   f o r   Sin g le  Feed er           T ab le  s h o w s   t h e  r esu l t ,   w h e n   f au lts   o cc u r   o n   B o th   f ee d er       T ab le  3 .   Ou tp u t  w h e n   Fa u lt O cc u r   in   Feed er   1   T ab le  4 .   Ou tp u t  w h e n   Fa u lt O cc u r   in   Feed er   2           T ab le  5 .   Ou tp u t  Valu e s   o f   F u z z y ,   w h e n   Fa u lts   o cc u r   o n   B o th   Feed er     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       F a u lt I d e n tifi ca tio n   in   S u b - S ta tio n   b y  Usi n g   n e u r o - F u z z y  Tech n iq u e  …  ( A n r u d h   Ya d a v )   349   Fau lt  C las s if icatio n   o n   t h e  B asis   o f   Ne u r o   Fu zz y   O u tp u t   Her e  0   s h o w s   n o n - f a u lt  co n d itio n   an d   1   s h o w s   f a u lt - co n d itio n       T ab le  5 .   Fau lt C las s i f icatio n   S . N o   A   B   C   G   T Y P E  O F   F A U L T   1   1   0   0   1   A - G   2   0   1   0   1   B - G   3   0   0   1   1   C - G   4   1   1   0   0   A - B   5   0   1   1   0   B - C   6   1   0   1   0   A - C   7   1   1   0   1   A - B - G   8   0   1   1   1   B - C - G   9   1   0   1   1   A - C - G   10   1   1   1   0   A - B - C/ A - B - C - G             Fig u r e  9 .   Dis p la y   f o r   I d en tif ic atio n   o f   Fa u lt       9.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   id en tif icatio n   o f   f a u lt  u s in g   n e u r o - f u zz y   m eth o d   h as  b ee n   d o n e  in   r ea l  ti m e.   I t  is   p r o v ed   to   b e  a  f ast,  r o b u s t  ap p r o ac h   as  o u tp u t  is   i n   0 ,   1   f o r m   t h at  w o u ld   p er f o r m   f o r   v ar io u s   p o w er   s y s te m   co n d itio n .   F u r t h er   r ef i n e m en t   o f   n eu r o - f u zz y   m o d el  ca n   i m p le m en t   i n   a n   r ea l  p o w er   s y s t e m   to   d ia g n o s is   o f   f au lts .   I n   t h is   p ap er ,   n eu r o - f u zz y   tech n iq u e  s h o w s   ca p ab ilit y   o f   esti m ati n g   th e  f au lt  an d   t h eir   t y p es.  Gr o u n d   cu r r en t c an   ea s il y   d is ti n g u i s h   t h e  t y p e  o f   f au lt o cc u r .   W e  co n clu d e  f o llo w i n g :   a.   T h r ee   lin e  an d   g r o u n d   cu r r en t  m ea s u r e m e n t s   ar e  s u f f icie n t to   i m p le m e n t t h i s   tech n iq u e   b.   T ec h n iq u e  is   ab le  to   id en ti f y   a ll t y p es o f   s h o r t c ir cu i t f a u lt s   ac cu r atel y ,   at  m u lti - f a u lt c o n d it io n .     c.   T h e  ac cu r ac y   o f   th i s   m e th o d   is   v er y   h i g h   an d   n o t  d ep en d en t   o n   th e  t y p e  o f   tr an s ie n ts   en co u n ter ed   d u r in g   a  f au l t.       RE F E R E NC E   [1 ]   W e n - Hu i  Ch e n ,  Ch ih - W e n   L iu   A n d   M e n - S h e n   T sa i ,   “ On   L in e   F a u lt   Dia g n o sis  o f   Distrib u ti o n   S u b sta ti o n   Us in g   H y b rid   Ca u se - Ef fe c t  Ne t w o rk   A n d   F u z z y   Ru led - Ba se d   M e th o d   , ”   I n   P ro c .  IEE E  P o w e r  En g .  S o c .  W in ter  M e e ti n g ,  Ja n .   2 0 0 0 .   [2 ]   K . K .  Li ,  L . L .  L a i ,   A n d   A . K .  Da v id ,   “ A p p li c a ti o n   o f   A rti f icia l  Ne u ra l  Ne t w o rk   In   F a u lt   L o c a ti o n   T e c h n iq u e , ”   In t .  Jo u rn a l  o f   En g in e e rin g   In telli g e n t   S y ste m s ,  V o l .   1 ,   No .   3 ,   P p .   2 2 6 – 2 3 1 ,   A p r2 0 0 0 .   [3 ]   M .  S .  P a sa n d   A n d   H .  K .  Zad e h ,   “ T ra n s m is sio n   L in e   F a u lt   De tec ti o n   a n d   P h a se   S e lec ti o n   Us in g   ANN , ”   In t .  Co n f .  o n   P o w e r  S y ste m   T ra n sie n t ,   P p   1 - 6 ,   Ja n .   2 0 0 3 .   [4 ]   P .  K .  Da sh   A n d   S .  R .  S a m a n tra y ,   “ A n   A c c u ra te  F a u lt   Clas sif ica ti o n   A lg o rit h m   Us in g   A   M in ima l  Ra d ial  Ba sis   F u n c ti o n   Ne u ra l  Ne tw o rk ” ,   P u b li sh e d   In   En g g .  In tell ig e n t  S y ste m ,  V o l . 4 ,   P p .   2 0 5 - 2 1 0 ,   2 0 0 4 .   [5 ]   P .  K .  W o n g ,   “ Ne u ra l  Ne t w o rk   A p p li c a ti o n s  In   P o w e r  S y st e m s , ”   In t .  Jo u r n a l  o f   En g in e e rin g   In te l li g e n t  S y ste m s ,  V o l .   1 ,   No .   3 , P p .   1 3 3 – 1 5 8 ,   De c .   1 9 9 3 .   [6 ]   K .  G a y a tri   A n d   N .  Ku m a ra p p a n ,   “ Co m p a ra ti v e   S tu d y   o f   F a u lt   Id e n ti f ica ti o n   a n d   Clas sif ica ti o n   o n   Eh v   L in e s  Us in g   Disc re te  Wav e l e t  T ra n s f o r m   a n d   F o u rier  T ra n sf o rm   Ba s e d   A n n , ”   In t .  J .  Of   El e c t .  Co m p .   A n d   S y st e m   En g g .  V o l .  5 3 ,   No . 3 ,   2 0 0 8 ,   P p .   1 2 7 – 1 3 6 .   [7 ]   M .  P ir o u ti ,  A .  A   F a ti h   A n d   I . B .  S a d ik ,   “ F a u lt   I d e n ti f ica ti o n   a n d   Clas sif ica ti o n   f o r  S h o rt   M e d iu m   V o l tag e   Un d e rg ro u n d   Ca b le Ba se d   On   A NN , ”   Jo u rn a l  Of   El e c tri c a l  En g g . V o l .   5 9 ,   No .   5 , P p .   2 7 2 - 2 7 6 ,   2 0 0 8 .   [8 ]   A .  B e rn ier ,  M .   D’h u z z o ,   L .  S a n so n   a n d   M .  S a v a sta n ,   “ A   N e u ra l ,  Ne t w o rk   A p p ro a c h   F o rid e n ti f ica ti o n   a n d   F a u lt   Dia g n o sis  on  Dy n a m ic S y ste m s , ”   IEE E  T ra n s .,  V o l .   2   , No . 5 ,   P p . 5 6 4 - 5 6 9 ,   1 9 9 3   [9 ]   Z .  W a n g ,  Yilu   L i ,  P .  J .  G ri ff in ,  N .  C .  Wan g ,  T .  Y .  G u o ,  F .  T . C .  Hu a n g   ,“ A rti f icia l  In telli g e n c e   in   P o w e r   Eq u ip m e n t   F a u lt   Dia g n o sis , ”   IE EE   T ra n s . o n  P o w e r  De li v e r,   V o l .   3   , No . 8   , P p 2 4 7 - 2 5 2 ,   2 0 0 0   [1 0 ]   S a m u e l  N .  Ha m il to n   A n d   A le x   O ra il o g lu , “ On - L in e   T e st  F o r  F a u l t - S e c u re   F a u lt   I   De n ti f ica ti o n , ” IE EE   T ra n sa c ti o n s  o n   ( V L S I )  S y ste m s ,  V o l .  8 ,   No .   4 ,   P p .   4 4 7 - 4 5 2 ,   A u g u st  2 0 0 0 .   [1 1 ]   M a ro u f   P iro u ti ,   “ Ne u ra l  Ne tw o rk   Ba se d   F a u lt   L o c a ti o n   Esti m a to r  f o r  S h o rt  M e d iu m   V o l tag e   Un d e rg ro u n d   Ca b le , ”   In tern a ti o n a l  Jo u rn a l  o f   El e c tri c a l  P o w e r  En g g .   V o l .   2 ,   No . 5 ,   P p . 3 4 0 - 3 4 4 ,   2 0 0 8 .   [1 2 ]   M .  T o g a m i ,  N .  A b e ,  T .  Kitah a sh i ,   A n d   H .  Og a w a ,   “ On   T h e   A p p li c a ti o n   o f   A   M a c h in e   L e a rn in g   T e c h n i q u e   t o   F a u l t   Dia g n o sis Of   P o w e r  Distrib u ti o n   L in e s,”    IEE E  T ra n s . o n   P W RD ,   Vo l.   1 0 ,   No .   4 ,   P p .   1 9 2 7 – 1 9 3 6 ,   1 9 9 5 .   [1 3 ]   K . H .  Kim   A n d   J . K .  P a rk ,   “ A p p li c a ti o n   o f   Hie ra rc h ica l  Ne u ra l  Ne tw o rk s  to   F a u lt   Di a g n o sis   o f   P o w e r  S y ste m s,”  El e c tri c a l  P o w e r  &  En e rg y   S y ste m s ,   V o l . 1 5 ,   N o .   2 ,   P p .   6 5 – 7 0 ,   1 9 9 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  6 ,   No .   4 ,     Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 3   –   3 5 0   350   [1 4 ]   S .  Ra h m a n ,   “ A rti f icia l  In telli g e n c e   in   El e c tri c   P o w e r  S y ste m s:  A  S u rv e y   o f   T h e   Ja p a n e s e   In d u str y ” ,   IEE E  T ra n s .  on  P o w e r  S y ste m s ,  V o l .   8   ,   No .   3 ,   P p .   1 2 1 1 – 2 2 1 8 .   [1 5 ]   Za d e h   L .  A ., " F u z z y   S e ts" ,   In f o r m a t .  Co n tr o l ,  N o .   8 ,   1 9 6 5 ,   P p .   3 3 8 - 3 5 3 .   [1 6 ]   H .  W .  Ha n g ,  Da v id ,   “ In telli g e n t  S y ste m   Id e n ti f ies   a n d   L o c a te s   T ra n s m is sio n   F a u lt s , ”   In ter n a ti o n a l  Jo u r n a l  o f   El e c tri c a l  P o w e r  En g g . ,   V o l . 3 ,   P p . 2 0 1 - 2 0 5 ,   1 9 9 7 .   [1 7 ]   K . P .  W o n g ,   “ A rti f icia l  In telli g e n c e   a n d   Ne u ra l  Ne tw o rk s  A p p li c a ti o n s  in   P o w e r  S y ste m s ” ,   IEE   2 n d   In ter n a ti o n a l  Co n f e re n c e   on  A d v a n c e s  in   P o w e r  S y ste m   Co n tro l ,  Op e ra ti o n   a n d   M a n a g e m e n t ,  V o l . 7 ,   No . 1 0 ,   P p .   3 7 - 4 6 .   1 9 9 3 .   [1 8 ]   M .  Ke z u n o v ic ,   “ In telli g e n t  S y ste m s  in   P ro tec ti o n   En g i n e e rin g ” ,   P o w e r  S y ste m   Tec h n o lo g y ,  P ro c e e d in g s  o f   P o w e r  Co n f   , Vo l .   2 ,   P p .   8 0 1 - 8 0 6 .   De c .   2 0 0 0 .   [1 9 ]   T .  T a k a g i ,  M .  S u g e n o ,   " F u z z y   Id e n ti f ica ti o n   o f   S y st e m s  A n d   Its  A p p li c a ti o n s   t o   M o d e li n g   a n d   Co n tr o l" ,   IEE E   T ra n s .  S y s ,  M a n ,  Cy b e r ,  V o l .  SMC - 1 5 ,   1 9 8 5 ,   P p .   1 1 6 - 1 3 2 .   [2 0 ]   D .  W a ik a r  A n d   F   Ra h m a n ,   “ As se ss m e n t  o f   A rti f icia l  In telli g e n c e   T e c h n iq u e s  f o r  P o w e r  S y st e m   P ro tec ti o n ” ,   En e rg y   M a n a g e m e n t  a n d   P o w e r  De li v e r y ,  P ro c e e d in g s  Of   EM P D ,  Vo l .   2 ,   P p .   4 3 6 – 4 4 1 ,   M a rc h   1 9 9 8 .       B I O G RAP H Y  O F   AUTHO RS            Er. V i n a y   Ku m a r   Ha rit   re c e iv e d   B. T e c h   De g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   R G E  Co ll e g e   M e e ru t,   U P   (In d ia)   i n   2 0 0 7 .   He   h a s  re c e iv e d   M . T e c h   in   E lec tri c al   P o w e r  sy st e m   M a n a g e m e n t  f ro m   Ja m ia  M il li a   Isla m ia,  De lh i  (In d ia)   in   2 0 0 9 . He   is  w o rk in g   a s  a n   Ju n io r  En g in e e r  i n   Ne w  De lh i  M u n icip a l  Co u n c il   a t  Ne w   De lh i  sin c e   2 0 0 9 .   He   is  c u rre n t  p u rsi n g   P h . D  in   El e c tri c a l   En g in e e rin g   f ro m   De lh i  T e c h n ica l  Un iv e rsit y ,   De lh i.   His  a re a s  o f   in tere st  a r e   P o w e r  S y ste m ,   S m a rt  G rid ,   H y b rid   P o w e r  S y ste m ,   P o w e r  Qu a li ty .   E m a il : - p a n c h sh e e lb o u d h @liv e . c o m                     Er. A n iru d h   Ya d a v   re c e iv e d   th e   B . T e c h   De g r e e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   G B T U,  L u c k n o w   (In d ia)   i n   2 0 1 2 .   He   h a s  re c e iv e d   th e   M . T e c h   d e g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   ( P o w e r  S y ste m )   f ro m   D e p a rt m e n t  o f  El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   S . H . I. A . T . S ,   A ll a h a b a d ,   U.P .   (In d ia) .     Em a il   id - e r. a n iru d h 5 3 @g m a il . c o m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.