零序電流互感器的作用原理

零序電流互感器

零序電流互感器為一種線路故障監(jiān)測(cè)器，一般兒只有一個(gè)鐵芯與二次繞組，使用時(shí)，將一次三芯電纜穿過(guò)互感器的鐵芯窗孔，二次通過(guò)引線接至專(zhuān)用的繼電器，再由繼電器的輸出端接到信號(hào)裝置或報(bào)警系統(tǒng)。在正常情況下，一次回路中三相電流基本平衡，其所產(chǎn)生合成磁通也近于零。在互感器的二次繞組中不感生電流，當(dāng)一次線路中發(fā)生單相接地等故障時(shí)，一次回路中產(chǎn)生不平衡電流（意即零序電流），在二次繞組中感生微小的電流使繼電器動(dòng)作，發(fā)生信號(hào)。這個(gè)使繼電器動(dòng)作的電流很?。╩A級(jí)），稱(chēng)作二次電流或零序電流互感器的靈敏度（也可用一次最小動(dòng)作電流表示），為主要?jiǎng)幼髦笜?biāo)。

零序電流互感器保護(hù)的基本原理是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零，即ΣI=0，它是用零序CT作為取樣元件。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零（對(duì)零序電流保護(hù)假定不考慮不平衡電流），因此，零序CT的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出（零序電流保護(hù)時(shí)躲過(guò)不平衡電流），執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序C.T的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序C.T的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。

零序電流互感器作用原理

零序電流保護(hù)一般適合使用于TN接地系統(tǒng)。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，對(duì)TN-S系統(tǒng)Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PE線阻抗ZPE和接觸阻抗Zf，即Zs=Z1+ZPE+Zf；對(duì)于TN-C系統(tǒng)，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PEN線阻抗ZPEN和接觸電阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+Zf；對(duì)于TN-C-S系統(tǒng)，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PEN線阻抗ZPEN，PE線阻抗ZPE和接觸電阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf，產(chǎn)生的單相接地故障電流Id=220/ZS，明顯大于無(wú)故障時(shí)的三相不平衡電流，只要整定合適，就可檢測(cè)出發(fā)生接地故障時(shí)的零序電流，以切斷故障回路。而對(duì)IT系統(tǒng)，一般均是使用對(duì)供電可靠性要求較高、對(duì)單相接地不必要立即切斷供電回路、但需發(fā)出絕緣破壞監(jiān)察信號(hào)、以維持繼續(xù)供電一段時(shí)間的工礦企業(yè)內(nèi)的不配出中性線的三相三線配電線路。當(dāng)單相接地時(shí)，該故障線路上流過(guò)的零序電流是全系統(tǒng)非故障系統(tǒng)電容電流之和，因而容易檢測(cè)出接地故障電流，故可用零序電流保護(hù)裝置來(lái)監(jiān)察相對(duì)地第一次接地故障。TT接地系統(tǒng)常應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、民用建筑的照明、動(dòng)力混合供電的三相四線配電系統(tǒng)中，常發(fā)現(xiàn)三相不平衡電流較大，當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PE線阻抗ZPE，負(fù)載側(cè)接地電阻RA和電源側(cè)接地電阻RB，接觸阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障電流Id=220/ZS，由于RA+RB》》Z1+ZPE+Zf，且RA+RB數(shù)值一般均較大，很明顯TT系統(tǒng)的故障環(huán)路阻抗大，產(chǎn)生的單接故障電流Id，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于不平衡電流，很難檢測(cè)出故障電流，故不適用于TT接地系統(tǒng)。

對(duì)于零序電流保護(hù)的零序CT安裝，一定要符合有關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于IT接地系統(tǒng)，由于發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流不僅可能沿著發(fā)生故障電纜的導(dǎo)體表面流回，而且也可能沿著非故障電纜的導(dǎo)體表面流回，故安裝時(shí)必須將電纜頭經(jīng)零序CT接地，這樣才能保證故障相和非故障相的電容電流通過(guò)接地點(diǎn)，即能防止區(qū)外故障時(shí)保護(hù)裝置誤動(dòng)作，又能保證故障時(shí)裝置可靠動(dòng)作。對(duì)于IT接地系統(tǒng)，一般采用在中性線N上安裝零序CT，對(duì)在低壓側(cè)母排的零序CT必須安裝于中性線N與工作接地點(diǎn)（或重復(fù)接地）之間的母排上。如零序CT安裝于配電屏的N線母排上，由于配電屏金屬外殼一般直接與接地極相聯(lián)，當(dāng)母線發(fā)生接地短路時(shí)，產(chǎn)生的故障電流Id將沿著配電屏金屬外殼→接地線→變壓器中性點(diǎn)流動(dòng)，而不經(jīng)過(guò)零序CT，達(dá)不到所要求實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能，這一點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)很容易疏忽。