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[设计]零序电流互感器工作原理
零序电流互感器工作原理
零序电流互感器的用途与工作原理
零序电流互感器: 这是一种利用单相接地故障线路的零序电流值较非故障电路大的特征, 用电流互感器取出零序电流信号使继电器动作,实现有选择性跳闸或发出信号的装置。特点:对于电缆线路,电缆穿过变流器(零序变流器)的铁心为一次绕组,二次绕组绕在铁心上并与电流继电器串连。正常运行或三相对称短路时,没有零序电流;当单相接地时,有接地电容电流通过铁心,在二次侧出现零序电流,而使继电器动作。
简单说,它是电缆相线和 N 线都穿过铁心。
一般的过电流保护的电流互感器的联结方式有:
三相三继电器的完全星型联结:每相有一电流互感器、一继电器
两相二继电器的不完全星型联结:只有二相有电流互感器、继电器
二相一继电器的差动联结:由名可看出两相三继电器的不完全星型联结:有二个电流互感器、三个继电器对于中性点不接地系统: 零序电流(单相接地故障电流)只作用于信号; 对于中性点接地系统: 零序电流(单相接地故障电流)作用于跳闸一般系统的单相短路保护是利用过电流保护实现的,当过电流保护的灵敏度不够的时候才考虑采用零序互感器
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() 或让三相导线一起, 穿过一零序 ,也可在中性线 N 上安装一个零序 ,利用这些 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。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, 回路阻抗包括相线阻抗 Z1, Id PEN 线阻抗 ZPEN 和接触电阻 Zf, ZS,Z1+ZPEN+Zf; 即对于 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+ZP