零相電流（れいそうでんりゅう、Zero-sequence current）とは、三相交流回路において
各相の瞬時値の和がゼロにならない成分の電流のこと。通常運転時では、三相が平衡しているため
各相の電流の位相が120度ずつずれ、その和はゼロになる。
しかし、地絡事故や不平衡負荷などが発生すると、この平衡が崩れ、零相電流が発生する。
零相電流の特徴
- 同位相の成分: 各相で大きさと位相が等しい成分。
- 地絡事故の検出: 地絡事故が発生すると、大地を経由して零相電流が流れるため
地絡保護リレーなどで事故検出に利用される。 - 不平衡負荷の影響: 三相負荷が不平衡な場合にも零相電流が発生する。
- 高調波成分: 特に3の倍数の高調波成分は、各相で同位相となるため零相電流として現れる。
零相電流の発生原因
- 地絡事故: 電線や機器の絶縁不良などにより、いずれかの相が大地に接触した場合。
- 不平衡負荷: 三相負荷の各相にかかるインピーダンスや電力が異なる場合。
- 変圧器の結線方式: Δ-Y結線の変圧器の一次側で地絡事故が発生した場合、二次側に零相電流が流れることがある。
Y-Δ結線の場合は、一次側の零相電流は二次側に流れない。
Y-Y結線（中性点接地あり）の場合は、一次側の零相電流が二次側に流れることがある。 - 高調波の発生: インバータやスイッチング電源などの非線形負荷から発生する3の倍数の高調波成分。
零相電流の検出と保護
零相電流は、以下のような方法で検出され、電力系統や電気機器の保護に利用される。
零相電流対策
- 地絡保護の強化: 高感度な地絡継電器の設置や、保護協調の見直し。
- 不平衡負荷の抑制: 負荷の均等化や、単相負荷の適切な配置。
- 高調波対策: 高調波フィルタの設置や、高調波発生源の抑制。
- 変圧器の適切な結線方式の選択: 系統や負荷の特性に合わせた結線方式の採用。