由于中性点不直接接地的供电方式具有供电可靠、运行稳定等优点,因此大部分10kV配电网都采用中性点不直接接地的供电方式。当发生单相接地故障时,虽然三相线电压平衡,负荷可带故障连续运行而不必立即分断故障线路。但长时间供电运行极易造成故障进一步扩大。近年来,选线算法、选线装置的研究发展十分迅速,但从现场使用反馈情况来看,选线装置经常出现误报、不报的现象,因此在不少地区还保留人工拉闸排除故障的方式,提高选线装置工作可靠性迫在眉睫。本文首先阐述了配电网单相接地故障选线的背景与意义,介绍国内外现有的选线技术及选线装置的现状,总结了选线效果不理想的主要原因。接着介绍了配电网中单相接地故障的理论基础,运用MATLAB仿真软件对中性点不接地系统与中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地两种情况进行建模仿真,进一步分析单相接地故障特性。选用仿射不变矩算法作为本文的选线算法,设计了配电网单相接地故障多级分布式选线系统,该系统由集成式零序电流互感器、数据集中器和选线主机组成。集成式零序电流互感器用于采样零序故障电流,包括零序电流互感器设计、零序电流信号处理与信号传输电路设计三个部分。首先分析零序电流互感器原理,用ANS0FT软件对零序电流互感器设计进行建模和仿真分析,设计出符合要求的零序电流互感器。信号处理电路包含信号放大、信号硬件滤波和信号提升等电路。信号传输电路主要采用RS485总线电路将零序电流信号上传至数据集中器。最后设计出集成式零序电流互感器。数据集中器用于故障选线条件判断、零序电流信号集中收集与传输,包括选线故障启动条件信号的采集电路、RS485总线电路和集成以太网模块功能的PIC18F86J60 单片机。选线主机主要用于零序电流波形数据采集、存储、显示、选线算法计算,线路总数设定和选线系统复位。本文采用仿射不变矩选线算法为选线主机系统的选线算法,最后在10kV配电网动模实验平台完成一条母线、三条出线选线系统的测试。测试结果表明,整个选线系统采用多级分布式结构,能够较好实现分工合作,提高系统的性能与执行效率,能够保证数据的可靠性、处理的快速性、系统的稳定性和选线的成功率。另外,选线系统各个层次采用模块化设计,现场安装、维护、扩展十分方便,便于该系统的推广与使用。