零序保護(hù)原理

零序電流與零序保護(hù)定義是什么呢?通過下面這篇簡(jiǎn)短的文章我們了解一下。

什么是零序電流

在正常的三相三線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相三線中接入一個(gè)電流互感器，這時(shí)感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí)，回路中有漏電電流流過，這時(shí)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，即零序電流)。三項(xiàng)電流的向量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。

如何檢測(cè)零序電流

當(dāng)存在零序電流時(shí)，電流互感器二次線圈中就有一個(gè)感應(yīng)電流，此電流加于檢測(cè)部分的電子放大電路，與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動(dòng)作電流值相比較，若大于動(dòng)作電流，則使靈敏繼電器動(dòng)作，作用于執(zhí)行元件跳閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器。

圖1 零序電流互感器

零序電流的危害

零序電流是由三相不平衡帶來的，三相不平衡的危害非常多，下面列舉兩個(gè)三相不平衡的危害：

1、增加變壓器損耗

假設(shè)變壓器的三相損耗分別為：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負(fù)荷相電流，R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達(dá)式如下：

Qa+Qb+Qc≥3√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕

由此可知，變壓器的在負(fù)荷不變的情況下，當(dāng)Ia=Ib=Ic時(shí)，即三相負(fù)荷達(dá)到平衡時(shí)，變壓器的損耗最小。當(dāng)存在零序電流時(shí)，三相負(fù)荷不平衡，增大變壓器損耗。而當(dāng)不平衡嚴(yán)重時(shí)，變壓器損耗過大，會(huì)加速變壓器的老化甚至燒毀。

2、增加高壓線路的損耗

設(shè)高壓線路每相的電流為I，其功率損耗為： ΔP1 = 3I2R，在最大不平衡時(shí)，高壓對(duì)應(yīng)相為1.5I，另外兩相都為0.75 I，功率損耗為：

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

即高壓線路上電能損耗增加12.5%。

零序保護(hù)

在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電氣量(比如零序電流)構(gòu)成保護(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序保護(hù)。

當(dāng)人體觸電或者其他漏電情況下：三根線的向量和不為零，零序電流互感器有零序電流，一旦達(dá)到設(shè)定值，則保護(hù)動(dòng)作跳閘。

智能變電站零序保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試

DT6000S支持專業(yè)的保護(hù)裝置試驗(yàn)，支持零序保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等保護(hù)裝置專項(xiàng)測(cè)試功能以及同期裝置測(cè)試功能，通過DT6000S給保護(hù)裝置施加采樣值和斷路器狀態(tài)，并模擬各種短路故障，測(cè)試保護(hù)裝置在設(shè)置的不同定值和各種短路故障狀態(tài)下的動(dòng)作狀態(tài)和動(dòng)作時(shí)間是否正確。

圖2 保護(hù)裝置測(cè)試