零序電流互感器的工作原理

零序電流互感器的工作原理

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∑I=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)繞組無信號輸出（零序電流保護(hù)時躲過不平衡電流）執(zhí)行元件不動作，當(dāng)發(fā)生接地故障時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)行元件動作，帶動脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。

零序電流和剩余電流是不一樣的。

零序電流測的是Ia+Ib+Ic，在對稱負(fù)荷的時候，它等于0;但是現(xiàn)實情況中，不可能等于0，總會有一個不平衡電流。而剩余電流測量的是Ia+Ib+Ic+N，這個時候，不管負(fù)荷的情況，正常情況是等于0的。

低壓漏電零序電流互感器的工作原理

如果在三相四線中接入一個電流互感器，這時感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I（漏電電流）這樣互感器二次線圈中就有一個感應(yīng)電壓，此電壓加于檢測部分的電子放大電路，與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動作電流值相比較，如大于動作電流，即使靈敏繼電器動作，作用于執(zhí)行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。

零序電流保護(hù)具體應(yīng)用可在三相線路上各裝一個電流互感器（CT），或讓三相導(dǎo)線一起穿過一零序CT，也可在中性線N上安裝一個零序CT，利用這些C.T來檢測三相的電流矢量和，即零序電流Io，IA+IB+IC=Io，當(dāng)線路上所接的三相負(fù)荷完全平衡時（無接地故障，且不考慮線路、電器設(shè)備的泄漏電流），Io=0；當(dāng)線路上所接的三相負(fù)荷不平衡，則Io=IN，此時的零序電流為不平衡電流IN；當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時，必然產(chǎn)生一個單相接地故障電流Id，此時檢測到的零序電流IO=IN+Id，是三相不平衡電流與單相接地電流的矢量和。

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)。

當(dāng)發(fā)生一相接地時，對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，明顯大于無故障時的三相不平衡電流，只要整定合適，就可檢測出發(fā)生接地故障時的零序電流，以切斷故障回路。

而對IT系統(tǒng)，一般均是使用對供電可靠性要求較高、對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、以維持繼續(xù)供電一段時間的工礦企業(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，該故障線路上流過的零序電流是全系統(tǒng)非故障系統(tǒng)電容電流之和，因而容易檢測出接地故障電流，故可用零序電流保護(hù)裝置來監(jiān)察相對地第一次接地故障。

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，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，很難檢測出故障電流，故不適用于TT接地系統(tǒng)。

對于零序電流保護(hù)的零序CT安裝，一定要符合有關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)。

對于IT接地系統(tǒng)，由于發(fā)生單相接地故障時，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接地點(diǎn)，即能防止區(qū)外故障時保護(hù)裝置誤動作，又能保證故障時裝置可靠動作。

對于IT接地系統(tǒng)，一般采用在中性線N上安裝零序CT，對在低壓側(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，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，而不經(jīng)過零序CT，達(dá)不到所要求實現(xiàn)的保護(hù)功能，這一點(diǎn)在現(xiàn)場施工時很容易疏忽。