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引言：介绍和比较当前小电流选线装置的基本选线装置的选线算法，并提出D-S证据理论应用于小电流选线，设计基于该理论的小电流选线装置。
系统中最常见的故障。发生单相接地时多数情况下能够自动息弧并恢复绝缘。但是发生永久性接地故障时，为了防止因非故障相电压升高而导致故障扩大，必须尽快确定故障线路，并给予切除。
一、小电流选线装置现状
对线路接地进行监测的装置称为小电流接地选线装置。通常采用的算法主要以下几种。
（一）基于故障稳态信息的选线方法。基于故障稳态信息的选线方法主要有：1.零序功率算法；2.首半波原理；3.故障线路零序电流最大原理；4.零序电流群体比幅比相法。这几种方法各有优缺点，应用比较广泛，但是当系统的中性点经消弧线圈接地时，由于消弧线圈对故障线路电流的补偿作用，此时基于稳态信息的选线方法就不适用了。（二）基于故障暂态分量的选线方法。近年来，随着小波分析方法的引入，使得基于暂态分量的方法受到广泛关注。但是暂态分量信号频率较高，处理数据量大，对采样频率和运算速度有很高的要求，生产和实际运行过程会遇到很多稳定性的问题。（三）其他方法。注入信号寻迹法，投入中电阻法，故障相瞬时短接法，这几种方法的缺点是构成较复杂，投资大。
二、D-S证据理论
Dempster于1976年研究统计问题时提出证据理论，Shafer于1976年出版了《证据数学理论》一书，使证据理论系统化理论化，即形成D-S证据理论。
（一）识别框架。对于判决问题，要根据实际情况确定其可能性集合，它主要取决于人们对问题的认识水平，取决于人们对问题的认识程度。由于可能性集合具有认识论的特性，因此称为识别框架。识别框架在证据理论中是个关键问题。
（二）基本概率分配函数[1][2]。根据证据建立的信度初始分配用集函数基本可信度分配BPA（Basic Probability Assignment）来表达，命题的信度用信度函数（Belief Function）来表达。
（三）Dempster证据合成规则[1][2]。Dempster证据合成法则是一个反应证据的联合作用的一个法则。是证据理论的核心内容。
三、利用证据理论进行故障的分析
（一）系统设计基本原理。故障信息融合连续选线技术就是将接地故障持续过程中的数据进行融合，分别计算出单次故障度和连续故障度，通过分析得出最可靠的选线结果。选线装置采集母线零序电压及各回线路零序电流数据，并按一定长度进行动态存储。正常情况下，装置对采样数据不做分析，发生单相接地故障时，即母线零序电压升高，触发装置开始分析，启动算法计算单次故障度及连续故障度，并依据连续故障度给出选线结果。延时一定时间后（设定为2 s）对新数据进行计算分析，得出单次故障度值，提供该线路可能是故障线路的程度，依据利用 D-S证据理论对这些单次故障度进行有效的证据组合和推理，求得连续故障度。
（6）依此类推不断刷新连续故障度，每次得到新的连续故障度后，把连续故障度最大的线路当做故障线路。
根据这种思路和方法进行证据合成连续选线，只需知道当前的单次故障度和上次计算的连续故障度结果，这样只需保存上次故障度，减小了对存储容量的要求。
四、硬件平台
由于D-S证据理论数据量和计算量不大，所以对硬件平台没有很高的要求，采用ARM公司的STM32F103系列MCU，其主频可以达到72MHz。而且内部的12bit的AD采样速率可以达到1MHz。丰富的外设足以满足装置的基本功能。
结论：系统发生单相接地的后，单一的理论算法很难准确的选择出故障的线路。而D-S证据推理理论将多个单次故障选线结果进行有效的信息融合，它比传统的利用单次故障信息直接给出故障结果和利用“举手表决”方式的连续选线更加科学合理，能够正确利用整个故障过程中的故障信息，反映故障结果，从而提高了选线的准确率也使得硬件平台简单化。
参考文献
[1]段新生.证据理论与决策、人工智能[M].中国人民大学出版社，1993.
[2]倪明，单渊达.证据理论及其应用[J].电力系统自动化，1996，20（3）：76-80.
（作者单位：保定华源电气新技术开发有限公司）
系统中最常见的故障。发生单相接地时多数情况下能够自动息弧并恢复绝缘。但是发生永久性接地故障时，为了防止因非故障相电压升高而导致故障扩大，必须尽快确定故障线路，并给予切除。
一、小电流选线装置现状
对线路接地进行监测的装置称为小电流接地选线装置。通常采用的算法主要以下几种。
（一）基于故障稳态信息的选线方法。基于故障稳态信息的选线方法主要有：1.零序功率算法；2.首半波原理；3.故障线路零序电流最大原理；4.零序电流群体比幅比相法。这几种方法各有优缺点，应用比较广泛，但是当系统的中性点经消弧线圈接地时，由于消弧线圈对故障线路电流的补偿作用，此时基于稳态信息的选线方法就不适用了。（二）基于故障暂态分量的选线方法。近年来，随着小波分析方法的引入，使得基于暂态分量的方法受到广泛关注。但是暂态分量信号频率较高，处理数据量大，对采样频率和运算速度有很高的要求，生产和实际运行过程会遇到很多稳定性的问题。（三）其他方法。注入信号寻迹法，投入中电阻法，故障相瞬时短接法，这几种方法的缺点是构成较复杂，投资大。
二、D-S证据理论
Dempster于1976年研究统计问题时提出证据理论，Shafer于1976年出版了《证据数学理论》一书，使证据理论系统化理论化，即形成D-S证据理论。
（一）识别框架。对于判决问题，要根据实际情况确定其可能性集合，它主要取决于人们对问题的认识水平，取决于人们对问题的认识程度。由于可能性集合具有认识论的特性，因此称为识别框架。识别框架在证据理论中是个关键问题。
（二）基本概率分配函数[1][2]。根据证据建立的信度初始分配用集函数基本可信度分配BPA（Basic Probability Assignment）来表达，命题的信度用信度函数（Belief Function）来表达。
（三）Dempster证据合成规则[1][2]。Dempster证据合成法则是一个反应证据的联合作用的一个法则。是证据理论的核心内容。
三、利用证据理论进行故障的分析
（一）系统设计基本原理。故障信息融合连续选线技术就是将接地故障持续过程中的数据进行融合，分别计算出单次故障度和连续故障度，通过分析得出最可靠的选线结果。选线装置采集母线零序电压及各回线路零序电流数据，并按一定长度进行动态存储。正常情况下，装置对采样数据不做分析，发生单相接地故障时，即母线零序电压升高，触发装置开始分析，启动算法计算单次故障度及连续故障度，并依据连续故障度给出选线结果。延时一定时间后（设定为2 s）对新数据进行计算分析，得出单次故障度值，提供该线路可能是故障线路的程度，依据利用 D-S证据理论对这些单次故障度进行有效的证据组合和推理，求得连续故障度。
（6）依此类推不断刷新连续故障度，每次得到新的连续故障度后，把连续故障度最大的线路当做故障线路。
根据这种思路和方法进行证据合成连续选线，只需知道当前的单次故障度和上次计算的连续故障度结果，这样只需保存上次故障度，减小了对存储容量的要求。
四、硬件平台
由于D-S证据理论数据量和计算量不大，所以对硬件平台没有很高的要求，采用ARM公司的STM32F103系列MCU，其主频可以达到72MHz。而且内部的12bit的AD采样速率可以达到1MHz。丰富的外设足以满足装置的基本功能。
结论：系统发生单相接地的后，单一的理论算法很难准确的选择出故障的线路。而D-S证据推理理论将多个单次故障选线结果进行有效的信息融合，它比传统的利用单次故障信息直接给出故障结果和利用“举手表决”方式的连续选线更加科学合理，能够正确利用整个故障过程中的故障信息，反映故障结果，从而提高了选线的准确率也使得硬件平台简单化。
参考文献
[1]段新生.证据理论与决策、人工智能[M].中国人民大学出版社，1993.
[2]倪明，单渊达.证据理论及其应用[J].电力系统自动化，1996，20（3）：76-80.
（作者单位：保定华源电气新技术开发有限公司）