針對中性點(diǎn)非有效接地配電系統(tǒng)的單相接地選線方法很多，有拉線法、變頻信號(hào)注入法、零序電流法等，這些方法有各自的特點(diǎn)，分別在一定范圍內(nèi)或者一定領(lǐng)域得到應(yīng)用。其中零序電流法在我國配網(wǎng)接地選線的應(yīng)用最為廣泛，目前的微機(jī)型小電流接地選線裝置多數(shù)是采用該方法。它的基本原理是：認(rèn)為系統(tǒng)正常時(shí)零序電流很小或者等于零，在系統(tǒng)單相接地時(shí)產(chǎn)生接地零序電流，根據(jù)接地線路和非接地線路接地零序電流幅值和方向的差異，來選擇接地線路。但在我國的配電系統(tǒng)中，受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和運(yùn)行方式的多變，配電線路一般不經(jīng)過交叉換位，負(fù)荷時(shí)常是不對稱的等各種因素的影響，導(dǎo)致配電系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下存在零序電流；尤其是當(dāng)系統(tǒng)不對稱程度較大時(shí)，正常的零序電流增大，甚至大于由于接地所引起的零序電流，影響接地信息的提取，增加了利用零序電流來選擇接地線路的難度。
但是零序電流的故障分量是由于系統(tǒng)接地而產(chǎn)生的零序電流，它既不受正常零序電流的影響。具有一定的獨(dú)立性，又可以較為全面地反映故障特性，可以作為小電流接地選線的特征量，為小電流接地選線提供了新的思路和出發(fā)點(diǎn)。本文針對放射狀配電網(wǎng)絡(luò)，考慮到系統(tǒng)參數(shù)和負(fù)荷的不對稱等因素，依據(jù)故障附加網(wǎng)絡(luò)和零序電流故障分量的理論，分析了系統(tǒng)正常零序電流和接地零序電流、零序電流故障分量的關(guān)系，提出了利用零序電流故障分量進(jìn)行接地選線的新方法。
1.零序電流故障分量的計(jì)算
由于配電網(wǎng)線路不經(jīng)過交叉換位，負(fù)荷也可能是不對稱的，這樣的不對稱系統(tǒng)在對稱的電源作用下會(huì)產(chǎn)生不平衡的零序電流，我們稱之為正常運(yùn)行零序電流，簡稱正常零序電流。利用對稱分量法對系統(tǒng)正常運(yùn)行的三相電流進(jìn)行變換可以得到系統(tǒng)正常零序電流。
假定系統(tǒng)正常運(yùn)行的三相電流分別為ia、ib和ic，正常運(yùn)行的三序電流分別為i1、i2和i0，據(jù)對稱分量法有：
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，三相電流表示為ifabc，與式(1)類似的形式，得到系統(tǒng)接地三序電流if012
根據(jù)疊加原理，接地網(wǎng)絡(luò)可以看作系統(tǒng)正常運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)和接地附加網(wǎng)絡(luò)二者的疊加，因此接地電流由正常運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的電流和接地附加網(wǎng)絡(luò)電流疊加獲得，前者就是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和負(fù)荷不對稱所產(chǎn)生的，后者是因?yàn)榻拥厮a(chǎn)生的，就是通常所說的電流故障分量，所以接地電流也就是負(fù)荷電流和電流的故障分量的疊加，通過對稱分量法分解后，三序電流的故障分量，簡稱故障分量iff012表示為：
iff012=if012－i012 (3)
從式(3)可以看出，接地電流中包含了系統(tǒng)正常運(yùn)行電流和電流的故障分量，那么在接地零序電流中也就包含了正常零序電流和零序電流故障分量兩部分。因此，當(dāng)正常零序電流很小或者可以忽略時(shí)，接地零序電流的主要成分是零序電流的故障分量，直接用接地零序電流進(jìn)行接地選線時(shí)，其具有獨(dú)立性，可以保證接地選線的準(zhǔn)確性；但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的不對稱程序或者負(fù)荷的不對稱程度較大時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)包含較大的正常零序電流，此時(shí)接地零序電流中就由正常運(yùn)行零序電流和零序電流故障分量兩個(gè)部分構(gòu)成，在不對稱比較嚴(yán)重的情況下，甚至造成接地零序電流的主要成分是正常零序電流，而不是零序電流的故障分量，這樣就必然掩蓋系統(tǒng)的接地特性，給準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)接地選線增加了難度，容易造成誤選的現(xiàn)象。這就是利用接地零序電流的方法進(jìn)行接地選線，不能保證較高的正確選線率的主要原因之一。
從式(3)還可以看出，零序電流的故障分量是用接地零序電流減去正常零序電流獲得的，它就僅僅包含了因?yàn)榻拥厮鸬牧阈螂娏髯兓畔?，無論系統(tǒng)參數(shù)和負(fù)荷對稱與否，都可以排除正常零序電流的影響，充分反映了系統(tǒng)的故障特性，從而保證選線的可靠性和準(zhǔn)確性。
2.零序電流的選線方法
圖1是一個(gè)典型的放射狀配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，電源采用無窮大電源模擬，在母線b1上有l(wèi)1~l4四回出線，母線b2~b5上接有三相負(fù)荷，它們可能是平衡的，也可能是不平衡的。傳統(tǒng)利用零序電流選線方法一般是先根據(jù)零序電流的幅值找到零序電流較大的幾條支路，然后通過比較所選定線路的零序電流方向，方向和其它線路相反的支路即為接地線路。根據(jù)(3)式的分析可以看出，無論是從幅值還是方向的角度來考慮，這個(gè)方法都要在一定程度上受到正常零序電流的影響，因?yàn)檎Ａ阈螂娏鞯姆岛头较蚨际遣豢纱_定的。
圖1 簡單配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
另外，對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，由于零序電流是通過線路對地電容形成通路的，因此接地線路和非接地線路零序電流具有方向相反的特性，也就可以利用方向來進(jìn)行接地選線；但當(dāng)線路的中性點(diǎn)通過電阻接地時(shí)，由于電阻改變了電流的相位關(guān)系，不能保證接地線路和非接地線路的零序電流極性相反，無法利用其方向進(jìn)行接地選線。
根據(jù)式(3)知道，零序電流的故障分量是接地零序電流減去正常零序電流，根據(jù)基爾霍夫定律知道，在接地線路的零序電流故障分量是其他所有線路的故障分量的總和，是由于接地所引起的零序電流的匯總，其零序電流的幅值是比較大的；而在非接地線路上，零序電流的故障分量是接地線路故障分量在非接地線路上的分流，相對于接地線路其數(shù)值是比較小的。因此，在所有線路中，接地線路的零序電流故障分量是最大的，非接地線路的故障分量要小于接地線路。
基于以上分析，利用零序電流故障分量進(jìn)行選線，具體方法是：對所有出線的零序電流故障分量的幅值進(jìn)行比較，找出一個(gè)最大值，然后利用最大零序電流和其他零序電流幅值求比值，當(dāng)所有比值都大于某個(gè)定值，則幅值最大的支路就是接地線路。
結(jié)合圖1，當(dāng)線路l1發(fā)生單相接地，分別計(jì)算每條線路的零序電流分量iff0(i)，找到幅值最大的一個(gè)iff0(max)，計(jì)算與其它線路電流的比值：
si=iff0(max)/iff0(i) (4)
當(dāng)所有線路的si都大于整定值s，即
si＞s (5)
則幅值最大的線路就是接地線路。
利用零序電流故障分量選線，避免了正常零序電流的影響，也就避免了線路參數(shù)和負(fù)荷的不對稱對接地選線的影響，可以有效增加選線的可靠性和準(zhǔn)確性；利用零序電流故障分量選線，主要采用的是故障分量的幅度，不必考慮相位的因素，所以中性點(diǎn)通過電阻接地的情況，也完全可以滿足接地選線的要求，不會(huì)造成選線錯(cuò)誤。
3.結(jié)論
配網(wǎng)參數(shù)的不對稱，給配網(wǎng)的接地選線造成困難，這是一個(gè)長期困擾現(xiàn)場運(yùn)行的技術(shù)難題。利用零序電流的故障分量進(jìn)行接地選線，可以有效排除系統(tǒng)參數(shù)不對稱和負(fù)荷不對稱的影響，保證接地選線的準(zhǔn)確性和可靠性。