三相输电线路的短路故障通常是由如下原因造成的: l）线路受到外力的破坏；
2）杆塔倒塌造成的三相接地短路故障； 3）三相线路带地线合闸；
4）输电线路长时间的运行，造成其绝缘性能下降等原因。 两相短路故障的原因:
1）收到外力的作用，如导电物体搭在两根线上造成的两相短路；
2）线路的弧垂过大，当遇到刮大风时造成导线的摆动，从而导致两根导线相碰或者线路发生绞线形成的两相短路；
3）受到雷击导致两相短路等。 3.2.2.2断路故障的现象及原因
（l）断路故障的现象
断路故障是输电线路故障中最常见的故障类型，发生断路故障时较为基本的形式就是电路回路无电流，即回路不通。在一定的情况下，断路故障还有可能会引起过电压现象[39,40]，而断路点所产生的电弧还有可能会引发火灾或爆炸事故等。
l）断路点电弧故障。输电线路的电路发生断线，特别是在线路上的那些似断非断或接触不良的位置点即那些有时通有时断开的断路点上，在断路点处断开的瞬间通常会产生电弧或者在断路点处产生高温，而这些有可能会导致一些重大的火灾，造成一定的经济损失。
2）三相电路中的断路故障。在输电线路的三相电路中如果发生了其中一相断路故障，则会出现使三相电路不对称和有可能会使电动机由于缺相运行而被损坏；在三相电路当中，如果零线发生了断路故障，那么其对负荷的影响将会很大。
（2）断路故障的原因
输电线路发生断路故障通常有以下的原因:
l）线路的导线连接头处可能存在接触不良或者已被烧断； 2）由于外力的作用从而导致了其中一相的断线； 3）在配电低压侧处，可能其中一相的保险丝被烧断； 4）线路中的其中一相导线因故而断开。 3.2.2.3线路接地故障原因
输电线路的接地故障通常有以下的原因:
1）输电线路的导线接头处由于氧化腐蚀等原因而脱落，从而导致了导线的断开而落地；
2）在输电线路附近存在的树枝等物体碰及线路的导线导致线路接地；
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3）由于输电线路的电气元件长期运行而导致绝缘能力的下降，从而对附近物体的放电；
4）线路被外部原因或自然因素等破坏从而导致导线的断开而落地。 3.2.2.4 输电线路故障的特点
输电线路的短路有单相接地、两相接地、两相不接地短路和三相短路4种类型。而单相接地又可以分为A相对地短路(AG)，B相对地短路(BG)和C相对地短路(CG)；同样地,两相短路又分AB，BC，CA三种类型；两相接地又有ABG，BCG，CAG三种类型，因此，输电线路故障分类是一个多层多分类问题。
统计分析表明，电力系统中不同类型故障的发生概率是不相同的，其中单相接地短路最多，占到总故障的80%左右，两相短路次之，三相短路出现的概率最小；然而，不同故障的危害程度及其出现的概率刚好相反，三相短路的后果最为严重，单相接地短路的后果相对较轻。这就要求我们对不同类型的故障设置不同的分类优先级。
两相短路和两相短路接地的识别是常规方法的一个难点，通常是靠实测或分解电流中的零序分量，利用有无零序电流，判别是接地还是非接地故障，这样做的结果是增加了硬件投资或者计算步骤，实际上，短路相电流里就包含有零序电流的信息，如果能够不通过零序分量，而直接用短路相电流进行两相短路的识别，必将提高计算速度，为此，本设计中将考虑两相短路的直接识别问题。
3.3 本论文采用的输电线路模型及仿真网络图
3.3.1本论文采用的输电线路模型
本论文是针对一个较为典型的输电线路模型而进行设计的。下图3.2为该输电线路模型的结构图。本模型是采用的三相3线制的交流输电方式，供电的额定电压为500kV。 母 线 A 侧 #1 #2 线路段1 #n 母 线 B 侧 线路段2 图3.2 输电线路模型结构图
在图3.2中选取母线A侧到母线B侧的线路1段作为数据模拟段，并且从线路的0%到100%处随机选取几个模拟点，模拟单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障和三相短路故障。并且模拟所有故障类型的短路电流故障数据和短路电压故障数据。最后将一部分样本数据作为训练数据，剩余样本数据作为测试数据，
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以验证故障分类器的合理性和正确率。
3.3.2输电线路故障类型判别方法
在上几节中叙述了输电线路的基本结构和输电线路的各种故障类型等的基本信息后，本节描述本故障分类器进行故障识别的几个基本前提。
1）输电系统是线性电路；
2）在输电线路发生事故前的瞬间，系统是三相平衡的或者是基本平衡的； 3）所要识别的故障均为线路故障，不存在其他的输电设备故障形式。 基于以上3个前提，输电线路故障识别的推理将会变的条理有序。下面是输电线路上的故障数据信息与故障识别之间的的关系问题。
故障类型的判别：本论文故障分类器是通过仿真输电线路其中一条线路上的短路电压和短路电流的所有故障类型数据，而所仿真得到的故障数据包含了关于线路故障的全部信息，下面是他们之间的具体关系，而此关系亦是故障识别的准则所在。
（1）单相接地故障的确定
结合上几节中的输电线路模型内容，当在输电线路的某一相线路上中的某一点发生了单相接地故障时，其所产生的故障特征是该故障相的短路电流将会远远大于非故障相得正常电流数据，而且其对地电压数据将远远小于正常相的对地电压数据。则可判断出该相是否发生了单相接地故障。
（2）相间故障的确定
当发生了相间故障时所产生的特征是非故障相电流数据远远小于故障相的电流数据。因为非故障相电流是该相的对地电容电流，而故障相的电流则是发生相间故障时由电源提供的短路电流。则可判断出是哪两相发生了相间故障。
（3）三相接地故障的确定
当输电线路发生三相故障时，其所产生的故障特征是在故障点的同一侧的三相电压数据和电流数据为相同的数据，依据此原则，即可判断出是否发生了三相故障。
（4）断路故障的确定
当在输电线路上某一相的某一点发生了单相断路故障时，其所产生的故障特征是故障相的电流很小，几乎趋近于零，故障点两边的电压为额定供电电压。依据此原则，即可判断出是否发生了断路故障。
在本论文中因为断线故障数据在PSASP软件中无法仿真得到，故本论文中只考虑单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路故障一共十种故障类型的识别分类问题。
3.3.3利用PSASP实际仿真网络模型图
本论文采用的网络模型图是PSASP自带的7-BUS和36-BUS的算例。网络模型
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图如下图3.3所示，其中输电线路母线电压均为500kV。
（a） 7-BUS网络图
（b） 36-BUS网络图 图3.3 系统仿真图
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对图3.3所示的7-BUS和36-BUS网络的短路，分别在图（a）的B3和B4母线之间的500kV的线路以及图（b）的B22和B23母线之间的500kV的线路上模拟短路故障，利用PSASP软件计算和记录故障线路的故障点处的两端的短路电流和短路电压标么值。为了保证所设计的故障分类器在不同节点的系统中和同一系统中的不同位置发生短路时的故障分类器的应用通用性，在同一系统中分别改变线路参数，改变各发电机的出力和选用不同节点算例进行模拟短路测试，分别记录测试线路长度从0%到100%的随机不同的地方作为短路点分别记录不同点的短路电流和短路电压故障数据，并将其中的一部分数据作为训练样本数据，剩余的部分数据作为测试样本数据，以验证所得分类器的合理性和正确性。在分类器通用性方面，本论文选用7-BUS网络图的部分故障数据作为训练样本数据，再利用36-BUS网络图的所有故障数据作为测试样本数据，依次验证故障分类器的通用性。
3.4 仿真软件和程序语言介绍
3.4.1运行环境
本论文运行环境采用的是Windows XP开发平台。Microsoft Windows XP秉承了Windows2000的安全性和可靠性，并且集成了Windows2000的易用性，为各个行业的用户提供了一种简单有效而且强大的计算平台。是一个适合于多任务和环境的桌面操作系统。WindowsXP具有如下的特点。
1）稳定性更强； 2）安全性更强；
3）更好的应用程序恢复功能。
总之，windowsXP具有功能强大，使用和维护比较简便，系统更加稳定等优点。其不但提供了数据库、服务器和通信平台的光链集成，与当前绝大多数的网络协议相兼容，与客户机可以协同工作。并且它也支持网络并行软件PVM和MPI，具有更加强大的网络功能。
3.4.2 PSASP6.2仿真软件
电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package）简称PSASP。由中国电力科学研究院设计开发的一套功能强大、使用方便的电力系统分析程序软件，它具有我国的自主知识产权，是资源共享、高度集成、使用方便和开放的大型电力系统分析软件包。
PSASP包括有固定模型库、电网基础数据库以及用户自定义模型库等部分，可以进行电力系统的输电、配电和供电系统的各种短路计算和分析。
PSASP的结构、功能及特点： （1）PSASP具有三层的体系结构
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