什么是零序電流互感器

零序電流互感器又叫做剩余電流互感器、接地電流互感器或者漏電流互感器在電力系統(tǒng)產(chǎn)生零序接地電流時(shí)與繼電保護(hù)裝置或信號(hào)配合使用,使裝置元件動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)保護(hù)或監(jiān)控
零序電流互感器的作用
零序電流互感器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。
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,Ia+Ib+Ic=0。
因此,零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號(hào)輸出,執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零,Ia+Ib+Ic=Io>0,Io即是零序電流或者叫作漏電流、故障電流,故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通,零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作,帶動(dòng)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。
在系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí),會(huì)出現(xiàn)零序電流,零序電流互感器就是用來測(cè)元件零序電流的。
其主要用于:
1、零序保護(hù)(中性點(diǎn)接地系統(tǒng))
2、小電流接地巡檢儀(中性點(diǎn)不接地系統(tǒng))
當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí),互感器二次側(cè)輸出零序電流,使所接二次線路上的設(shè)備保護(hù)動(dòng)作(切斷電源,報(bào)警等等)
零序電流互感器作用原理
零序電流保護(hù)具體應(yīng)用可在三相線路上各裝一個(gè)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(gè)零序CT,利用這些C.T來檢測(cè)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(shí)(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(shí)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(shí),必然產(chǎn)生一個(gè)單相接地故障電流Id,此時(shí)檢測(cè)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。
零序電流保護(hù)一般適合使用于TN接地系統(tǒng)。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生一相接地時(shí),對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)的三相不平衡電流,只要整定合適,就可檢測(cè)出發(fā)生接地故障時(shí)的零序電流,以切斷故障回路。而對(duì)IT系統(tǒng),一般均是使用對(duì)供電可靠性要求較高、對(duì)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(hào)、以維持繼續(xù)供電一段時(shí)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(shí),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(cè)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(duì)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(dòng)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(shí),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(cè)出故障電流,故不適用于TT接地系統(tǒng)。
對(duì)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(duì)于IT接地系統(tǒng),由于發(fā)生單相接地故障時(shí),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(shí)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(shí)保護(hù)裝置誤動(dòng)作,又能保證故障時(shí)裝置可靠動(dòng)作。
對(duì)于IT接地系統(tǒng),一般采用在中性線N上安裝零序CT,對(duì)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(shí),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(dòng),而不經(jīng)過零序CT,達(dá)不到所要求實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能,這一點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)很容易疏忽。
零序電流互感器跟電流互感器區(qū)別
電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流,用來進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如變比為400/5的電流互感器,可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。
原理:零序電流保護(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。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,因此,零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號(hào)輸出,執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零,故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通,零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作,帶動(dòng)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。
零序互感器作用:當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí),保護(hù)動(dòng)作,切斷電源。
使用:可在三相線路上各裝一個(gè)電流互感器,或讓三相導(dǎo)線一起穿過一零序電流互感器,也可在中性線N上安裝一個(gè)零序電流互感器,利用其來檢測(cè)三相的電流矢量和。