10k V小电阻接地系统适用于现代日益增长的用电需求造成变电站内电缆出线较多的情况,能够快速切除故障线路,减少故障电容电流、过电压等不良因素对系统的影响。目前实际投入使用的小电阻接地系统的继电保护本质上是定时限零序过流保护,配置简单实用,但是在高过渡电阻接地或多线多相接地的故障情况下,可能会失去灵敏性或选择性。因此,解决10k V小电阻接地系统高过渡电阻接地及多线多相接地故障的继电保护问题有其必要性与重要性。本文首先对10k V小电阻接地系统的故障分析原理进行了说明,着重介绍了如何使用对称分量法对小电阻接地系统多种接地故障进行稳态量分析,明确故障中电流电压等关键电气量的分布情况及数量关系。随后,说明解决高过渡电阻接地故障问题直接有效的思路即降低保护的启动定值,以及利用所有出线之间某种特征量的比较进行故障线路与非故障线路的选择。同时,也说明了线路电容电流对保护启动定值的影响。基于此思路,根据各10k V出线及接地变中性点零序电流大小之间的比值关系,提出一种简单高效的比值法则零序保护,并使用PSCAD仿真模型获取算例所需数据,对法则进行验证。然后,分析短路暂态过程、装置异常告警、零序互感器安装错误等问题对比值法则零序过流保护的影响,并针对可能出现的问题对比值法则进行了优化改进。随后,使用Logistic回归算法对其故障判断原理进行说明,验证比值法则所构造的数据的可分类性和证明使用比值法则进行继电保护的可行性,并将其应用于实际故障判别中。通过Logistic回归以及比值法则分类效果的对比,说明使用比值法则进行故障分析的优势。最后,将比值法则思想推广应用于距离保护之中,说明比值法则思想的灵活与有效,进一步展示其作为一种简化分类器的能力。本文提出的比值法则零序保护实质上为改进后的零序过流保护,保留了零序过流保护简单实用的优点,易于推广实现;应用电流量之间的数学关系构造判别式,使每一条10k V出线的故障判别由所有其他10k V出线及接地变中性点的零序电流共同决定,理论上可以将零序保护定值降低至线路不平衡电流大小,能够有效保护10k V小电阻接地系统高过渡电阻接地故障及多线同相接地故障。