零序电流

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零序电流范文第1篇

1、零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。

2、当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。

（来源：文章屋网 ）

零序电流范文第2篇

关键词：零序电流 电流互感器 小电阻接地系统

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-00-02

近年来随着城市电网的高速发展，越来越多的经济发达城市中压电网采用了中性点经小电阻接地的运行方式。由于中性点经小电阻接地方式在我国投入运行时间不长，许多问题尚有待深入研究。对于小电阻接地系统而言，在发生接地故障时零序分量明显，通常配置零序电流保护实现其接地故障的快速切除。因此，零序电流保护是确保小电阻接地系统安全稳定运行的重要保障。而零序电流保护的动作性能则主要依赖于零序电流的精确提取。

在工程实际中，对于零序电流的获取，主要可有两种方式：一种是将零序电流互感器直接套在三相的封装电缆中，以感应出总的零序电流，多见于电缆出线的配网；另一种是分别从三相馈线的电流互感器中获取相电流，然后在保护装置上合成零序电流，多见于架空线出线的配网。该文将结合现场实际情况详细分析上述两种零序电流获取方法的优缺点。

1 零序CT获取零序电流的误差分析

对于电缆线路可通过零序CT获取零序电流，如图1所示。

电流互感器获取电流后，将通过AD转换器等采集环节，在这个过程中，必然产生一定的量化误差、漂移误差等。为此，对应直接由零序电流CT获得零序电流，结合电流互感器的误差分析理论可得：

式中：为保护装置实际获取的零序电流，为一次侧零序电流，为互感器二次侧漏电抗，为励磁阻抗，为二次负载阻抗，为变比。

由此可见其结果将带有两种误差：CT传感误差和保护采样、量化等测量误差。

2 三相CT获取零序电流的误差分析

零序电流还可以通过相CT得到的三相电流，然后在保护装置内部合成零序电流，如图2所示。

对于每一相CT，不难得到其二次侧电流大小为：

流入零序保护的三相电流同样必须通过AD转换器采集后，再提取出相应的零序电流，为此可得此时获取的零序电流大小为：

式中：为保护装置实际获取的零序电流，为互感器二次侧漏电抗，为励磁阻抗，为二次负载阻抗，为变比。

3 零序电流不同获取方法的比较

利用上面的误差分析，可知不同方法获取的零序电流都包含了CT本身的传感误差和保护采样、量化等测量误差，下面具体分析。

根据CT的传变误差特点，可得如下

特点。

3.1 从变比上看

相CT平时要流过正常的负载电流，在故障时还要流过较大数值的短路电流，因此其变比一般做得比较大。零序CT平时仅流过不平衡电流，故障时才出现零序，为了保证零序的灵敏型，其变比一般选择比较小。从前面小节分析可知，同样励磁阻抗下，变比大的CT其传变误差更小。

3.2 从不平衡电流上看

由三相CT产生的，三相CT传变特性的差异均将产生零序不平衡电流。而零序CT不存在不平衡电流。

3.3 从轻微故障时精度看

零序CT比相CT更能反映于绝缘失效、经较大过渡电阻接地等零序电流较小的情况。这是因为较小变比的零序CT能够在一次零序电流发生微小变化时也能引起二次侧电流较大的改变，而相CT灵敏度没那么高。

3.4 从严重故障时精度看

相CT比零序CT有更宽的线性工作范围。当小电阻接地系统发生接地故障时，所产生数百安培的短路电流，对相CT来说仍然处于误差较小的工作区域（30%～100%），而对零序CT来说则处于误差较大的工作区域，因此相CT传变误差更小。

因此，零序CT较灵敏，不平衡电流较小，但易于饱和，传变误差较大；相CT灵敏度稍差，不平衡电流较大，但线性范围大，不易饱和，传变误差较小。

对于保护装置的测量误差，必须考虑AD的两个物理量―分辨率和精度。其中分辨率对应于一定位数AD装置的量化误差，可以用两种方式表示，一种是直接用AD转换器的位数n，另一种是用最小测量刻度表示，也就是

而精度不同于分辨率，其对应的是AD测量值与输入实际值的差异。一般而言，由于AD装置除了量化会产生误差外，还存在温度漂移、参考电压漂移等多方面误差影响，实际精度位数要在转换位数基础上至少还要扣除两位，因此实际精度

对保护装置而言，由于相保护和零序保护测量值的最小刻度LSB不同，因此测量精度差别较大。以同样有14位AD的保护为例，假设量程能达到CT额定一次电流的10倍，同时相CT变比为1000：1，而零序电流变比为100：1。那么接于零序CT的保护和接于相CT的保护精度分

别为：

可见接于零序CT保护的精度比较高，可以反映于少于1A的（一次）零序电流的变化。而接于相CT的保护精度则低得多。

4 结语

对于零序电流的两种获取方式各有其自身的特点。一般零序CT较灵敏，内部不平衡电流较小，但当零序电流很大时易于饱和，传变误差增大；而三相CT灵敏度稍差，总的不平衡电流较大，但优点是线性范围大，能耐受较大数值的短路电流而不易饱和，相对传变误差较小。

基于不同CT的传变特点，在现场应用的时候应根据实际需要合理选择零序电流的获得方式。在对灵敏度要求较高的情况下（特别是小电流接地系统），宜使用灵敏度较高的零序互感器；反之，在故障零序电流很大，常规零序互感器较易饱和的情况下，若保护装置支持内部零序电流的合成，应考虑使用线性范围较大的相电流互感器。

参考文献

[1] 任元会，姚家帏.工业与民用配电设计手册[M].3版.中国电力出版社，2005：130-153.

零序电流范文第3篇

【关键词】零序电压；零序电流；相位

0 引言

在我国，6～66kV供、配电线路，均采用小电流接地系统运行方式。采用该种中性点不接地的运行方式最大优点是发生单相接地故障时，故障电流值较小，且线电压并未发生变化，可短暂运行，不影响对用户的供电。但若长期运行，会引起中性点电位偏移，非故障相两相对地电压升高1.73倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常供电。由于小电流接地系统单相接地故障电流小，检测故障困难，使用一般的定位方法，故障定位准确率都较低。因此如何迅速、准确地找到故障区段并将故障区段隔离具有重要意义。本文研究的是10kV配电网单相接地故障的区间定位方法。

1 目前的故障定位方法

当前，关于小电流系统单相接地故障定位的原理和方法已经有许多种，各自都有其独特优势与缺陷。文献1提出了基于信息融合模糊推理的故障定位方法，文献2提出了“S注入法”故障定位原理，文献3利用离散小波变换、行波测距原理在故障段上完成了对故障的精确定位。文献4提出了基于区段零序能量的相对性定位方法。文献5提出了通过监测一条馈线上个开关处的零序电压和零序电流，计算由区段的各端点流入该区段的零序电流的相量和，以识别故障区段。

随着供配电自动化技术的发展，目前在许多供配电馈线上都安装了具有测量和通信功能的FTU，为精确的故障定位提供了很大的方便。本文通过配合FTU装置，对10kV配电网上零序电压、电流相位关系进行研究，来实现对故障区间的准确定位。

2 10kV配电网单相接地故障原理分析

假设线路Ⅰ段A相a点发生金属性接地故障，此时，10kV配电线路网络电容电流分布情况如图1所示。

根据以上分析可得出10kV配电线路发生单相接地短路时，系统零序电压和零序电流的关系：

1）非故障线路的零序电流超前零序电压90°；故障线路的零序电流滞后零序电压90°；故障线路的零序电流与非故障的零序电流相位差为180°。

2）故障区段前端的各分段处零序电流滞后零序电压90°；故障区段及故障区后端的零序电流超前零序电压90°。当发生非金属性接地故障时，接地电阻不影响零序电流与零序电压之间的相位差，只影响幅值与初相角。

根据上面所得到的1、2点结论，我们可以比较准确的定位到底是哪条线路哪个区段发生了单相接地短路故障。

3 Matlab仿真分析

运用Matlab的Simulink工具箱对10kV配电网进行了仿真，仿真模型如图3所示。

图中，1、2为断路器，3、4、5、6、7、8为线路分段开关。a、b、c、d、e、f分别代表线路Ⅰ和Ⅱ上的6段配电线路。仿真时每段线路取等长为L=2km。假设在b段线路上发生单相金属性接地故障。仿真结果如图4和图5所示。

图4中，我们可以清楚的看到零序电压超前零序电流，超前的角度约为90°。图5中，由于b段发生短路故障，零序电压相位开始滞后零序电流相位90°，与理论推导情况相符。区间c段的零序电压、电流相位差和b段基本一致。

当发生非金属性接地短路故障时，随着故障接地电阻的增大，系统中馈线各段零序电压、零序电流的相位角不断变化，但始终满足上面的规律：在故障点前端零序电压超前零序电流相位90°，在故障点后端零序电压相位滞后零序电流相位90°，根据这个特征我们可以迅速对故障点所在区段进行判断。

实际使用时，可通过FTU装置配合测量零序电压、零序电流的相位值，这样可以大大减轻故障定位中的计算量。为快速准确的确定故障区段提供了有力的保证。

4 结束语

本文通过结合10kV配电网单相接地短路故障的原理，对故障区段前后端的零序电压、零序电流相位差进行了分析，提出了用零序电压、电流相位差来进行准确故障定位的零序相位法。该方法配合FTU使用，易于实现，经仿真试验效果良好，有广泛的应用前景。

【参考文献】

[1]翁韶芳.小电流接地系统馈线单相接地故障定位新装置[J].广东电力，2008，21（8）.

[2]桑在中，潘贞存，李磊，等.小电流接地系统单相接地故障选线测距和定位的新技术[J].电网技术，1997，21（10）.

[3]谭万禹，纪秀，赵垒，等.10kV配电网单相接地故障精确定位研究[J].长春工程学院学报，2007，8（4）.

零序电流范文第4篇

关键词：中性点接地方式；零序保护；电力系统

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.155

0 前言

电力系统中绝大多数故障都是单相接地故障。为提高其动作灵敏性，均装设专门的接地保护装置。该装置构成简单，易于实现。通常反映接地故障时的零序电流和电压，称为零序保护装置。零序保护装置的装设可以使相间短路的保护接线用电流互感器不完全星形接法来实现，简化了设备。而中性点不接地、中性点经消弧线圈接地系统在发生单相接地故障时，由于故障电流小，线电压仍然对称，系统还可以持续运行1-2小时，故称为小电流接地系统。除非有特殊要求，该系统的接地保护才作用于跳闸，否则接地保护只作用于信号，提醒运行人员注意。下面就本人在工作学习过程中的知识点，做一简单介绍。

1 中性点运行方式及其特点介绍

1.1 中性点不接地系统

当出现故障时，造成单相接地现象，单向回路短路，造成使故障相动作电压降低为零，同时非故障相电压相对升高，成为高线电压。而中性点电压由于发生偏移变化，等同于一相电压。接地点电流也因此产生变化，等同于非故障相对地电容电流的和，而数值也因此成为正常运行时单相对地电容电流的3倍。虽然出现中性点的偏移导致电相、电压以及电流的变化，但线压仍然以对称的形式存在保证对称供应，可以连续继续运行2小时以上。此外，由于中性点发生接地现象，导致接地容性电流的产生并且较强，因此导致接地点在一定范围内产生电弧，对周边安全造成影响。此种方法为小电流接地系统方法，通常针对与电流相对较小的电力系统，如6kV以下系统。

1.2 中性点接地系统

1.2.1 中性点经消弧线圈接地系统

当采用中性点经消弧线圈接地系统时，其正常运行状态下电压、电流以均衡、对称额形式存在。当出现故障时，导致单向接地现象的产生时，与中性点不接地相似单向回路短路，造成使故障相动作电压降低为零，同时非故障相电压相对升高，成为高线电压。而中性点电压由于发生偏移变化，等同于一相电压。但不同的是，通过利用消弧线圈，将其电压作用进行控制补偿，通过补偿将产生感性电流与接地点产生的非故障相对地电容电流进行补偿和叠加，在电流数值上总体上小于中性点不接地系统的电容电流。系统故障状态下，虽然出现中性点的偏移导致电相、电压以及电流的变化，但线压仍然以对称的形式存在保证对称供应，可以连续继续运行2小时以上。

1.2.2 中性点直接接地系统

采用中性点直接接地实现三相电压平行控制，因此三相电压和电流一直保持对称。当出现单向接地现象时，不同于中性点不接地和经消弧圈接地导致中性点以单相的存在，其中性点电压不变，仍然保持为零，只有故障相停止，其他非故障相由于对地电压未发生变化，其电流也不变，进而稳定的运行。故障相经过接地后，导致单相与接地中性点形成单相短路，进而触发单相短路时保护装置，实现跳闸等控制动作，实现故障单相的局部控制。中性点直接接地系统运行稳定，故障影响范围较小，同时没有产生电弧效应，大大保障了接地点范围的安全。由于中性点接地成本控制和管理先对复杂，因此适用于较大工程，如110kV以上等超高压系统，通过采用该系统，一方面提高保护效果；另一方面可以降低运行损失成本。

2 零序保护

2.1 中性点不接地系统的零序保护

单相接地时，中性点成以单相电压存在，影响系统内三相电力系统，因此系统内都会出现零序电压，而短路点的零序电压即为相电压。

2.1.1零序电流保护

当零序电流继电器感应到零序电流时将动作发出信号。为防止单相接地电流较大造成重大影响，通常将保护装置也接于零序电流滤过器形成的零序回路中，对交大电流进行控制。

2.1.2 方向性零序电流保护

一般情况下故障线路与非故障线路零序功率方向会有所不同，因此在使用充分利用这个特点，对零序功率方向继电器要采用方式接入进行控制，必须采用正极性接入，防止误动或拒动。

2.1.3 绝缘监察装置

绝缘监察装置对接地后出现的零序电压进行监测，并进行延时动作与信号的发生。运行期间可以利用线路始端五次谐波零序电流异常，对故障线路进行判别，实现有效的监测。

2.2 中性点直接接地系统零序保护

采用中性点直接接地系统时，正常情况下零序电流不存在，而接地时则会产生很大的零序电流和零序电压的变化。系统中一旦出现接地短路，必然导致零序电流的产生。因此可以通过安装零序电流互感器对接地导致的零序电流信号进行监测。此外，零序电压发生的变化也可以通过利用零序电压过滤器进行监测，通过采用一种或两种监测均可以实现对接地现象的监测。

（1）零序电流保护。当电力系统运行过程中出现不对称时，由于平行线路间的影响，将导致临近线路零序电流的异常产生，造成继电器误动作。为此，一般情况况下通过设置限定值或方向元件来提高监测精度，防止误判误动。

（2）零序方向电流保护。当单相接地短路时，将导致零序电流的方向发生了变化，将出现反向零序电流，为此，需要零序方向元件，加强对零序电流方向的判别，形成方向保护。同时，由于故障带的零序电压会随着传输距离衰减，因此离故障点越远，零序电压越低，由于零序功率方向继电器没有死区，因此保护也相对全面。

3 结束语

由上可知，电力系统发生了单接地故障，必然出现零序电流及零序电压。通过对零序电流和零序电压的监测和管理可以有效的实现对接地故障的监测和处理，保障电力系统的稳定运行。

参考文献：

零序电流范文第5篇

[关键词]小电流接地；应用

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0098-01

小电流接地系统：中性点不接地或经过高阻抗和消弧线圈接地的三相系统，又称中性点间接接地系统。当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统被称为"小电流接地系统"。

一、中性点不接地电网

在小电流接地系统中，若其中一条出线发生单相接地故障，全系统都会出现零序电压，在这个电压的作用下，系统中会出现零序电流。对于故障线路而言，中性点不接地系统中故障线路中的零序电流为非故障线路零序电流之和，方向从线路流向母线；对于非故障线路而言，零序电流就是该线路的电容电流，方向从母线流向线路。接地线路的零序电流方向明显不同于其它未接地线路，相位相差180°；接地线路的零序电流应该是所有线路中值最大的。

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，只有正序电压和零序电压分量，不存在负序电压分量。单相接地短路时出现的故障电流为电容电流。零序网络中仅有对地电容，即电容电流就是零序电流，因各序电流在线路上形成的压降很小，可以忽略不计，所以正序网络中阻抗为零。

在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，非故障相对地电压为电网的线电压，故障相对地电压为零，电网出现零序电压，它的大小等于电网正常工作时的相电压，但电网的线电压仍是三相对称的。

非故障线路电流的大小等于本线路的接地电容电流。故障线路电流的大小等于所有非故障线路电流之和，也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。

故障线路的零序电流滞后零序电压90°；非故障线路的零序电流超前零序电压为90°；故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相位相差180°。

接地故障处的零序电流大小等于所有线路（包括故障线路和非故障线路）的接地电容电流的总和，它超前零序电压为90°。

二、中性点经消弧线圈接地电网

在配电网的中性点装设消弧线圈目的是为降低单相接地电容电流过大造成的各种危害。由消弧线圈的电感电流补偿单相接地电容电流。当发生单相接地故障时，非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路的电容电流，而故障线路流过的零序电流是全系统的电容电流减去自身的电容电流。非故障线路的零序电流是从母线流向线路，而故障线路的零序电流是从线路流向母线，两者方向相反，或者说两者反相。小电流系统单相接地时产生的零序电流是系统电容电流，数值甚小，经中性点接入消弧线圈补偿后，其数值更小。这就使选线的难度加大。

当发生单相接地故障时，由于线路设备、故障点的非线性影响，在故障电流中存在着谐波信号，其中以5次谐波为主。经消弧线圈接地系统是按照基波计算的，消弧线圈相当于处于开路状态。可忽略消弧线圈对5次谐波产生的补偿效果。利用5次谐波电容电流作为选线依据，就可以解决经消弧线圈接地系统的选线问题。

三、小电流接地选线装置的应用

对于单相接地故障的检测，传统的方法是采用副二次绕组接成开口三角形的三相电压互感进行检测。为了寻找故障线路，值班员通常采取轮流拉闸的办法来确定具体的故障线路。这种方法，会给安全运行及用户的生产造成一定的影响，降低了用户的供电可靠性。

随着微机技术的发展，出现了微机型的小电流接地选线装置，这种装置可以在不对线路拉闸停电的情况下找到故障线路，因此与传统检测方案相比有很大的优越性。近年来，电力系统出现了多种小电流接地选线原理，对应各种原理许多厂家也开发了不少装置，大致有以下几种。

3.1 零序电流比幅法

利用的是流过故障元件的零序电流在数值上等于所有非故障元件的对地电容电流之和，即故障线路上的零序电流最大，所以只要通过比较零序电流幅值大小就可以找出故障线路。但这种方法不能排除TA不平衡的影响，受系统运行方式、线路长短及过渡电阻大小的影响，且系统中可能存在某条线路的电容电流大于其它所有线路电容电流之和的情况，装置易发生误动，不适用于经消弧线圈接地的系统。

3.2 零序电流相对相位法

是利用故障线路零序电流与非故障线路零序电流流动方向相反的特点，分别从母线流向线路或由线路流向母线，就可以找出故障线路。但这种方法在零序电流值较小、线路较短，零序电压时，相位判断困难，不能适用于谐振接地时完全补偿、过补偿运行方式。