零序电流保护的原理_零序电流互感器的选型_零序电流互感器接线图和接地图

　　零序电流互感器为单匝穿心式电流互感器，一般用于电力保护设备。用户可根据系统的运行方式，中性点有效接地或中性点非有效接地的不同，选用相适应的零序电流互感器。零序电流互感器在电力系统产生零序接地电流时与继电保护装置或信号配合使用，使装置元件动作，实现保护或监控。在互感器的二次绕组中不感生电流，当一次线路中发生单相接地等故障时，一次回路中产生不平衡电流（意即零序电流），在二次绕组中感生微小的电流使继电器动作，发生信号。

　　零序电流互感器的作用

　　当电路中发生触电或漏电故障时，互感器二次侧输出零序电流，使所接二次线路上的设备保护动作（切断电源，报警等等）。

　　零序电流保护的原理

　　零序电流保护具体应用可在三相线路上各装一个电流互感器（CT），或让三相导线一起穿过一零序CT，也可在中性线N上安装一个零序CT，利用这些C.T来检测三相的电流矢量和，即零序电流Io，IA+IB+IC=Io，当线路上所接的三相负荷完全平衡时（无接地故障，且不考虑线路、电器设备的泄漏电流），Io=0；当线路上所接的三相负荷不平衡，则Io=IN，此时的零序电流为不平衡电流IN；当某一相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流IO=IN+Id，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。

　　作用原理零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。因为当发生一相接地时，对TN-S系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf，即Zs=Z1+ZPE+Zf；对于TN-C系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+Zf；对于TN-C-S系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN，PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf，产生的单相接地故障电流Id=220/ZS，明显大于无故障时的三相不平衡电流，只要整定合适，就可检测出发生接地故障时的零序电流，以切断故障回路。而对IT系统，一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。

　　当单相接地时，该故障线路上流过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和，因而容易检测出接地故障电流，故可用零序电流保护装置来监察相对地第一次接地故障。

　　TT接地系统常应用于工农业、民用建筑的照明、动力混合供电的三相四线配电系统中，常发现三相不平衡电流较大，当发生一相接地时，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB，接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障电流Id=220/ZS，由于RA+RB》》Z1+ZPE+Zf，且RA+RB数值一般均较大，很明显TT系统的故障环路阻抗大，产生的单接故障电流Id，远远小于不平衡电流，很难检测出故障电流，故不适用于TT接地系统。

　　对于零序电流保护的零序CT安装，一定要符合有关工艺标准。对于IT接地系统，由于发生单相接地故障时，接地电流不仅可能沿着发生故障电缆的导体表面流回，而且也可能沿着非故障电缆的导体表面流回，故安装时必须将电缆头经零序CT接地，这样才能保证故障相和非故障相的电容电流通过接地点，即能防止区外故障时保护装置误动作，又能保证故障时装置可靠动作。

　　对于IT接地系统，一般采用在中性线N上安装零序CT，对在低压侧母排的零序CT必须安装于中性线N与工作接地点（或重复接地）之间的母排上。如零序CT安装于配电屏的N线母排上，由于配电屏金属外壳一般直接与接地极相联，当母线发生接地短路时，产生的故障电流Id将沿着配电屏金属外壳→接地线→变压器中性点流动，而不经过零序CT，达不到所要求实现的保护功能，这一点在现场施工时很容易疏忽。

　　零序电流互感器的选型

　　1、变比：额定一次电流与额定二次电流之比

　　零序电流互感器的应用一般都选用较小变比，常用的如：50/5、75/5、100/5、150/5、200/5、20/1、50/1、100/1、150/1、200/1等，因为只有发生一次接地故障时，零序电流互感器才有输出。人们不会让接地电流很大时才使保护动作（不用考虑躲过负荷电流）。可是由于一次绕组是电力电缆，仅有一匝，这样，50/5的零序电流互感器的二次额定匝数，仅10匝，所以50/5的零序电流互感器负荷特性较差，实际负载阻抗和零序电流互感器的容量不一致时将会出现较大的误差，而且在低于额定电流时误差也会加大，所以在允许的情况下尽量选用大一些的变比。

　　2、已有保护整定值时变比选择

　　已有保护定值，变比就很容易选择了。