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关于零序电流与零序保护的那些事
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2016.09.14

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零序电流与零序保护定义是什么呢?通过下面这篇简短的文章我们了解一下。


什么是零序电流


在正常的三相三线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相三线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流,即零序电流)。三项电流的向量和不等于零,所产生的电流即为零序电流。


如何检测零序电流


当存在零序电流时,电流互感器二次线圈中就有一个感应电流,此电流加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,若大于动作电流,则使灵敏继电器动作,作用于执行元件跳闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器。


 


图1 零序电流互感器


零序电流的危害


零序电流是由三相不平衡带来的,三相不平衡的危害非常多,下面列举两个三相不平衡的危害:


1、增加变压器损耗


假设变压器的三相损耗分别为:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负荷相电流,R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下:


Qa+Qb+Qc≥3√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕


由此可知,变压器的在负荷不变的情况下,当Ia=Ib=Ic时,即三相负荷达到平衡时,变压器的损耗最小。当存在零序电流时,三相负荷不平衡,增大变压器损耗。而当不平衡严重时,变压器损耗过大,会加速变压器的老化甚至烧毁。


2、增加高压线路的损耗


设高压线路每相的电流为I,其功率损耗为: ΔP1 = 3I2R,在最大不平衡时,高压对应相为1.5I,另外两相都为0.75 I,功率损耗为:


ΔP2 = 2(0.75I)2R+(1.5I)2R = 3.375I2R =1.125(3I2R)


即高压线路上电能损耗增加12.5%。


零序保护


在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量(比如零序电流)构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。


当人体触电或者其他漏电情况下:三根线的向量和不为零,零序电流互感器有零序电流,一旦达到设定值,则保护动作跳闸。


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图2 保护装置测试





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