根据配电网运行的数据显示,所有故障类型中,单相接地故障发生最为频繁,占所有故障类型的70%以上。针对单相接地故障的选线问题,由于故障情况复杂,并且故障电流受中性点接地方式、噪声等因素影响,选线的准确率一直较低。当发生单相接地故障时,如果不能快速准确地选出故障线路,极有可能发展成为更为严重的相间短路,最终导致设备损坏、影响系统的供电可靠性。本文首先系统地介绍了现有故障选线方法的优缺点和适用范围,详细分析了小电流接地系统发生故障后各线路零序电流的特征,根据故障线路零序电流和非故障线路暂态特征的不同,研究了一种基于相关性聚类的故障选线算法。该方法把Pearson相关系数和K-means聚类相结合,根据聚类结果选出故障线路,无需进行大量复杂的计算,大大提高了故障选线效率。零序电流信号往往受中性点接地方式、噪声等各种因素干扰,造成故障暂态特征不明显。为了进一步提取故障暂态特征,排除其它因素的干扰,在相关性聚类的故障选线算法基础上,提出了一种基于非工频分量聚类的故障选线方法。首先将变分模态分解和快速傅里叶变换相结合,准确分离暂态零序电流中的工频分量和噪声信号,得到非工频分量,最终通过相关性聚类算法实现精确选线的目的。该方法不仅兼顾了相关性聚类选线算法的效率,而且提高了故障选线的准确率,同时还可以避免传统算法因模态混叠等因素引起的工频分量分离不准确和相关性选线方法的阈值选择等问题。仿真结果表明,本文所提的选线方法在各种情况下都能够准确选取故障线路,选线结果不受故障电阻、故障初相角等因素的影响,具有较强的抗干扰能力。