零序电流

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零序电流范文第1篇

关键词：低电阻 20 kV 零序保护

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0063-02

20 kV配电网可以提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源。目前，在中压配网中应用20 kV电压等级正越来越受到重视。

20 kV系统中性点接地方式分为二类，Ⅰ类：中性点经低电阻接地；Ⅱ类：中性点经消弧线圈接地或不接地。

该文对中性点经低电阻接地系统的零序保护进行简单分析。

1 接地电阻的选择

按江苏省公司颁发的设备规范和技术导则，20 kV系统接地电阻为20 Ω，保证系统发生单相接地时能可靠跳开故障线路。

2 电网单相接地的故障分析

2.1 单相接地的故障分析

电网接线如图1。

设在线路n发生A相接地故障，故障点离母线的线路长度为Lk。

此时的故障复合序网为：

根据图二的故障复合序网，可以求得：

3I0=3IK1=3EA/（Z∑1+Z∑2+Z∑0）

其中，Z∑1：综合正序阻抗，Z∑1=Z1*Lk + jXT1+ jXS1。Z1为线路单位长度的正序阻抗，XT1：变压器正序阻抗，XS1：系统的正序阻抗。

Z∑2：综合负序阻抗，Z∑2=Z2*Lk+ jXT2+ jXS2。Z2为线路单位长度的负序阻抗，XT2：变压器负序阻抗，XS2：系统的负序阻抗。

Z∑0：综合负序阻抗，Z∑0=Z0*Lk+ jXT0+3R。Z0为线路单位长度的零序阻抗，XT0：变压器零序阻抗。

在配电网中，可以认为Z∑1=Z∑2。

则3I0=3EA/〔3R+（2Z1+Z0）*Lk+j（2XT1+XT0+2XS1）〕

实际系统的故障电流计算举例

下面就某110 kV变电所2007年的系统参数为例，进行简单计算（计算取标么值）

基准值选取：

Uj=21kV，Sj=100MVA。（Ij=2.749 kA，Zj=4.41 Ω。）

参数：在最小运行方式下：系统阻抗XS1=0.25，

中性点接地电阻20 Ω，换算成标么值4.5351。

主变：110 kV/21 kV，容量63 MVA，阻抗百分数=12%，

则XT1=0.1905，取XT0=0.8 XT1=0.1524。

20 kV线路采用铝芯绝缘导线，截面185 mm2，取Z1=0.0529 Ω/kM（标么值）。

Z0=3Z1。

线路故障点离母线的线路长度为Lk。不同的Lk下对应的故障电流如表1。

可见单相接地的故障电流随故障点远近变化不大。

2.2 故障电流影响因素分析

仍以上面参数为例，当Lk=5kM时：

（2Z1+Z0）*Lk+j（2XT1+XT0+2XS1）=2.3559，3R=13.6053。

根据计算结果，可见（2Z1+Z0）*Lk+ j（2XT1+XT0+2XS1）远小于3R，

若忽略（2 Z1+Z0）*Lk+j（2XT1+XT0+ 2XS1），则单相接地的零序电流略小于EA/R。

可见单相接地的零序电流主要取决于中性点接地电阻的大小。

3 20 kV线路零序保护配置

3.1 保护配置的原则

中性点经小电阻接地后，在单相接地时，故障电流较大，并有零序电流产生。因此线路保护应配置零序过流保护，动作于跳闸。

3.2 零序电流的获取

方法一：取自套在电缆上的穿芯式CT。运行特点：在正常运行和相间短路时，穿芯式CT无不平衡电流。

方法二：取自出线CT的自产零序电流（三相电流相加）。运行特点：在正常运行时存在三相CT的误差引起不平衡电流；在相间故障时存在CT的饱和特性的差异引起的不平衡电流。

3.3 零序电流定值整定原则

在系统发生单相接地时，故障线路流过故障电流。非故障线路流过的零序电流为本线路的接地电容电流。因此：

3.3.1 对零序电流取自穿芯式CT的。

零序保护定值按躲过本线路的接地电容电流整定，I0.DZ>KK IC

KK：可靠系数，取1.25

IC：本线路的接地电容电流

3.3.2 对零序电流取自出线CT自产零序电流的。

零序保护定值按下面两个条件整定，取较大值为整定值。

躲过本线路的接地电容电流整定，I0.DZ>KK IC

KK：可靠系数，可靠系数取1.25。

IC：本线路的接地电容电流

躲过配电变压器低压侧三相短路流过本保护的最大不平衡电流整定，

I0.DZ>KK Ibp.max

KK：可靠系数，取1.2～1.3

Ibp.max：配电变压器低压侧三相短路最大不平衡电流

考虑线路经高阻接地故障时保护的灵敏度，零序过流定值应不大于300 A。

根据运行经验：线路的电容电流较小，20 kV电缆线路的电容电流按10 kV电缆的2～2.5倍考虑，约2 A～3 A/km，5 km的电缆线路电容电流约十几安，远小于线路配电变压器低压侧短路时流过保护的最大不平衡电流。因此按躲过线路的接地电容电流整定的零序过流保护定值可以整定的较低。

即零序电流取自穿芯式CT的定值可以整定的较低，相应的对接地故障的灵敏度较高。

3.4 零序电流保护的灵敏度校验

零序电流的灵敏度对线路末段金属性接地故障的灵敏系数不小于1.5。

4 结语

中性点经小电阻接地后，在单相接地时，产生零序电流（主要决定于中性点电阻）。因此线路保护配置应增加零序过流保护，动作于跳闸。通过对零序电流的分析计算，合理整定零序电流定值，才能保证线路零序保护的正确动作，保证系统的安全稳定运行。

参考文献

零序电流范文第2篇

关键词: 电机干燥绝缘电压 温升

中图分类号： TM3 文献标识码： A

1 前言

电机在运输、存放、安装过程中，由于其绝缘材料都有不同程度的吸潮性，尤其是棉纱等纤维性绝缘材料受潮后，很容易使绝缘绕组受潮，降低其电气绝缘强度；还有部分电机制造上的缺陷，未按行业标准刷绝缘漆或烘干，在停用一段时间后绝缘强度降低。当这些绝缘强度低的电机在通电运行的瞬间或运行一段时间温度升高后，极易发生绕组之间、绕组对外壳的击穿事故。所以对受潮导致绝缘电阻或吸收比降低的电机，必须在运行前进行干燥处理，以驱散潮气水分，提高绝缘强度，保证电机的安全运行。

2 零序电流干燥法工作原理

将电机通入低压电流，利用电机本身的铜损来加热，达到干燥的目的。

电机的最大转矩与加给电机的电压的平方成正比，当电压下降后，电机的最大转矩急剧下降，当电压下降到使电机堵转时，电流将达到额定值的数倍，由于机械通风的散热条件丧失，电机的温度急剧升高，堵转电流计算公式为：

I=U×Iq/UN

U——降压后的电压UN——额定电压 Iq——启动电流，一般情况下为额定电流的5～8倍

由上式可知，若给电机施加适当的低电压，利用其温升来烘干电机是可以达到较好的干燥效果的。

电流干燥的接线方法较多，但无论何种接法，其每相绕组分配的最大电流都不宜超过原额定电流的50%～60%，直流可稍高60%～80%，由于各种电机的具体情况不同，一般所需干燥电流的大小，应以定子铁心在通电3～4h达到70~80℃为宜。

电源一般用交流电焊变压器或直流焊机，以及其他低压电源，笔者曾使用过交流380V电源烘干过6KV 1000KW异步电动机，效果很好。

3 应用实例京能赤峰煤矸厂电厂的1号炉2号二次风机是锅炉主要辅机。该风机的原动机为湘潭电机股份有限公司生产的异步电动机。在2011年8月1号机组停机临修。经过1个多月的停用，又值赤峰多雨季节，在9月8日对该电机进行绝缘测试，用数字兆欧表测试电阻为1.1МΩ，吸收比0.9，判断电机受潮，故决定对该电机进行干燥处理。投入电加热器（电机本身自带）12小时后测量，绝缘电阻1.2МΩ，吸收比0.9，效果不好。经研究后决定对该电机进行零序电流干燥法处理。

3.1 电机主要技术参数：型号YFKK500-4，功率1000KW，转速1490r／min，额定电压6000V，额定电流116.4A，接法Y，额定频率50HZ，绝缘等级F，防护等级IP54

3.2 电机干燥处理过程

3.2.1 分析可行性

根据公式计算堵转电流I=380×116.4×8/6000=59A

堵转电流为电机额定电流的51%，可以采用电压降级方法来烘干，使定子和转子都有一定的安全电流流过，在内部产生热量以达到驱散潮气、烘干绕组的目的。使用现场380V交流电源最方便。

根据经验，转子不动时（在短路状态），定子绕组上可以施加的三相交流电压为额定电压的6～15%，如果采用380V即6%。从现场情况来看，使用380V三相交流电源最方便。

3.2.2 将电机外壳可靠接地，打开电机加热器处挡板（用于排放潮气，最好在电机上部开口），拆下电机原有动力电缆，接上25㎜²三相电缆（A、B、C每相接一根），将电机转轴用木方顶死（固定不转）。

3.2.3 将电机定子通入交流380V电源开始加热。当时环境温度24℃。

10：00开始加热。23:00停止加热，加热时间为13h，连续测量17h。烘干后绝缘电阻73МΩ，吸收比为1.6。

下表为烘干过程测量数据：

4 结语

通过上述实例可以看出，采用零序电流干燥法实施效果良好。与其它干燥方法比较，零序电流法简便、投资少、实用性强、易掌握、干燥效果显著，应用时对人身及设备都很安全，符合生产现场特点。但其不足之处是无法进行干燥电流的调节，只能用间隙停送电的办法来控制温升，所以有待于进一步完善。在实际应用中要注意以下几点：

4.1定子线圈电流一般不超过额定电流60％；电压应在6%～15%，太低效果不明显，太高温升过快不易控制。

4.2有明显落水的电机不宜直接通电干燥。

4.3干燥过程中，最好多选几个测温点。本例电机内置热电阻，采用DCS监控温度，准确方便。

4.4干燥过程中，干燥温度应缓慢上升。40℃以前每小时温升最好不要超过3～5℃， 40℃以后每小时温升不得超过5～8℃。温升过高时应断电控制。

4.5干燥过程中每小时记录一次绝缘电阻和干燥温度，测量绝缘电阻时不要忘了先放电。还应记录电流值。本例电流基本在37A左右。

4.6严格按照各种不同绝缘等级(耐热等级)的容许温度进行干燥。

4.7测温时只能用酒精温度计、热电阻等，不允许用水银温度计。

4.8判断电机干燥是否合格的依据。干燥到电机绝缘电阻满足规定或吸收比≥1．3，温度保持不变，绝缘电阻稳定3—5h不变即实为干燥合格。

4.9当温度在40℃以上时，每2小时将转子旋转180°，防止轴弯曲。

4.10 做好隔离措施，防止触电和烫伤，排潮气的孔洞要防止掉入杂物。

参考文献

（1）钟洪壁，高占邦，王正宫，等。电力变压器检修与实验手册【M】。北京：中国电力出版社，1999：198-200.

（2）吕家圣，曾宪刚，黄徐，等。500KV换流变压器现场干燥处理技术应用[J]。高电压技术，2007,33（10）：222-223.

零序电流范文第3篇

关键词：消弧线圈 接地选线

1 选线原理

⑴ 绝缘监察装置。绝缘监察装置利用接于公用母线的三相五柱式电压互感器，其一次线圈均接成星形，附加二次线圈接成开口三角形。接成星形的二次线圈供给绝缘监察用的电压表、保护及测量仪表。接成开口三角形的二次线圈供给绝缘监察继电器。系统正常时，三相电压正常，三相电压之和为零，开口三角形的二次线圈电压为零，绝缘监察继电器不动作。当发生单相接地故障时，开口三角形的二次端出现零序电压，电压继电器动作，发出系统接地故障的预告信号。其优点是投资小，接线简单、操作及维护方便。其缺点是只发出系统接地的无选择预告信号，不能准确判断发生接地的故障线路，运行人员需要通过推拉分割电网的试验方法才能进一步判定故障线路，影响了非故障线路的连续供电。

⑵ 零序电流原理。在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，非故障线路零序电流的大小等于本线路的接地电容电流。故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路的零序电流之和，也就是所有非故障线路的接地电容电流之和。通常故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大得多，利用这一原则，可以采用电流元件区分出接地故障线路。

⑶ 零序功率原理。在中性点不接地的电网中发生单相接地故障时，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线路的零序电流相位相差180°。根据这一原则，可以利用零序方向元件区分出接地故障线路。

2 消弧线圈接地系统的特点

随着国民经济的不断发展，配网规模日渐扩大，电缆出线日渐增多，系统对地电容电流急剧增加，接地弧光不易自动熄灭，容易产生间隙弧光过电压，进而造成相间短路，使事故扩大。为了防止这种事故，电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定；3~10 kV架空线路构成的系统和所有35 kV、66 kV电网，当单相接地故障电流大于10 A时，中性点应装设消弧线圈，3~10 kV电缆线路构成的系统，当单相接地故障电流大于30 A时，中性点应装设消弧线圈。根据这一规定，潮州供电分公司对系统进行改造，采取中性点经消弧线圈接地的运行方式，但是造成了采用零序电流原理、零序功率方向原理的接地选线装置的选线正确率急剧下降。其原因是中性点经消弧线圈接地系统单相接地时，电容电流分布的情况与中性点不接地系统不一样了，如图1所示。

由图1可知，中性点接入消弧线圈后，发生单相接地时，非故障线路电容电流的大小和方向与中性点不接地系统是一样的；但对故障线路而言，接地点增加了一个电感分量的电流ILo从接地点流回的总电流为：

由于与的相位相差180埃 将随消弧圈的补偿程度而变，因此，故障线路零序电流的大小及方向也随之改变。

当全补偿时，即，接地电流接近于零，故障线路零序电流等于线路本身的电容电流，方向由母线流向线路，零序功率方向与非故障线路完全相同。

全补偿时，wL = 1/3wC∑，正是工频串联谐振的条件，如果由于系统三相对地电容不对称或者断路器三相不同期合闸时出现零序电压，串接于L及3C∑之间，串联谐振将导致电源中性点对地低压升高及系统过电压，因而不采用这种补偿方式。

当欠补偿时，即分两种情况：

如果补偿以后的接地电流大于本身线路电容电流，且方向由线路流向母线，故障线路零序电流将减少。

如果补偿以后的接地电流小于本身线路电容电流，故障线路零序电流不但大小变化，且方向也变为由母线流向线路。

上述情况表明，在欠补偿方式下，故障线路零序电流(功率)的方向是不固定的。同时，考虑到因运行方式变化，系统电容电流IC∑减少时，有可能又出现串联谐振。因此，这种补偿方式很少采用。

当过补偿时，即，这种补偿方式没有发生过电压的危险，因而得到了广泛的应用，采用过补偿后，通过故障线路保护安装处的电流为补偿以后的感性电流，它与零序电压的相位关系和非故障线路电容电流与零序电压的相位关系相同，数值也和非故障线路的容性电流相差无几，因此不接地系统中常用的零序电流选线原理和零序功率方向选线原理已不能采用。

3 接地选线原理比较

(1) 插入有效电阻法。发生接地故障时，在消弧线圈上短时并上一个有效电阻，使接地点产生一个有功分量电流，再利用此有功分量电流作为选线依据，经一定延时后，再把电阻切除。只要电阻选择合适，就能使接地点的有功分量电流足够大，从而达到选线的目的。

(2) 5次谐波原理。在电力系统中，电源感应电势中本身就存在高次谐波分量，此外由于变压器、电压互感器等设备铁心非线性的影响，电网中必然包含一系列高次谐波分量，其中主要为5次谐波分量。对中性点经消弧线圈接地的系统，由于消弧线圈对5次谐波呈现的感抗为基波的5倍，而线路容抗为基波1/5，和线路容抗相比，消弧线圈近似于开路状态。因此，5次谐波感性电流可以忽略，系统单相接地时，5次谐波容性电流分布与中性点不接地系统中基波容性电流几乎相同，籍此可进行故障选线。

(3) 首半波原理。该原理是基于接地故障发生在相电压接近最大值这一假设，利用单相接地瞬间，故障线路暂态零序电流第1个周期的首半波与非故障线路相反的特点构成。暂态电容电流中包括自由分量和强制分量，它具有以下几个特点：

在相电压接近最大值瞬间单相接地过程中，暂态电容电流比流过消弧线圈的暂态电感电流大很多，暂态电感电流可忽略不计。因此，在同一电网中，即使中性点经消弧线圈接地，其过渡过程与中性点不接地情况下近似相同。

故障线路暂态零序电流和暂态零序电压首半波方向相反。非故障线路暂态零序电流和暂态零序电压首半波方向相同。

首半波电容电流幅值比稳态电容电流大几倍到几十倍，对总线路长度较短的系统，暂态过程更加明显。

由上述特点可知，对短线路而言，其稳态电容电流小，暂态电容电流大，该原理比其它各类反映接地稳态量的原理灵敏度高，对单相接地反应迅速。

(4) 注入信号寻踪法。该原理是通过运行中的电压互感器向接地线注入信号，利用信号寻踪原理，实现故障探测。该装置由主机和信号电流探测器两部分构成，主机发出的信号通过电压互感器副边二次端子接入，并由故障线路接地点流回。信号探测器插在主机内部或安装在各条出线绝缘距离以外探测选线。由于故障选线是通过注入信号实现，无需使用零序电流互感器，也与电流互感器的接线方式无关。装置还具有测距定位功能，寻踪选线以后，必要时可停电进行测距定位。

4 接地选线装置现场注意事项

(1) 零序电流互感器穿过电力电缆和接地线时的接法问题。不论零序电流互感器与电缆头接地线的相对位置如何，零序电流互感器与接地线的关系应掌握一个原则：电缆两端端部接地线与电缆金属护层、大地形成的闭合回路不得与零序电流互感器匝链。即当电缆接地点在零序电流互感器以下时，接地线应直接接地；接地点在零序电流互感器以上时，接地线应穿过零序电流互感器接地。同时，由电缆头至零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘，对地绝缘电阻值应不低于50kΩ。以上做法是为了防止电缆接地时的零序电流在零序电流互感器前面泄漏，造成误判断；经电缆金属护层流动的杂散电流由接地线流入大地，也不与零序电流互感器匝链，杂散电流也不会影响正确判断。

(2) 接入选线装置的线路数量问题。一般来说，线路路数至少不少于3路才能保证正确判断，一般变电所都能满足此要求。当出线路数少，母线有防止电压互感器铁磁谐振或防止过电压的接地电容时，接地选线判断比较准确。另外，凡是接在母线上的各馈电线路包括补偿无功功率的电容器等的电缆都必须经过零序电流互感器接入选线装置，否则未接入选线装置的线路接地时采用幅值比较法的装置可能误判断，采用方向比较法的则可能判为母线接地。

(3) 零序电流互感器型号统一问题。幅值比较的前提是变电所各出线的零序电流互感器的特性必须一致，否则可能因特性不一致而造成误判断，这一点，尤其在变电所扩容新增加配电线路时一定要注意。新增线路的零序电流互感器必须与原有其它线路的零序电流互感器型号、生产厂家保持一致。对于开合式零序电流互感器，开合接触面应无灰尘，确保面接触。对有架空出线的线路，虽然可以用三只测量用电流互感器滤出零序电流，但由于与电缆出线零序电流互感器特性不一致，架空出线也应改为一段电缆出线，以便于用同型号零序互感器。

(4) 零序电流互感器的极性问题。各配电线路的零序电流互感器的极性必须一致，并满足厂家要求（一般沿配电盘柜向线路方向流出为正）。

(5) 某些线路出线为双电缆时。为保证线路零序电流的准确测量，每条出线电缆应尽可能采用一根电缆，对负荷较大的线路可采用大截面铜心电缆，不得不采用双电缆并列时，应尽可能选用内径较大的零序电流互感器，将两根电缆同时穿入零序互感器。

5 系统调试

施工完毕，必须做好系统调试，及时发现施工中存在的问题，具体调试的方法如下：解开TV开口三角的零序电压引入线，用调压器模拟零序电压，加入装置，此时加入的电压应与装置显示的电压一致，同时用升流器在TA一次侧模拟系统单相接地电流，穿过TA一次时，一条线路反穿，其余线路正穿，所加入电流应大于20mA，此时装置能正确选线，说明该装置回路可以投运。

6 结束语

零序电流范文第4篇

关键词：零差保护、联结组别

Abstract: as we all know, transformer protection in the grid security plays an important role, whether in foreign countries or in China, by the transformer protection high attention. Different area of the operation of the electric substation in connection with its own characteristics and climate environment, and equipped with different transformer protection. Combined with oneself to the different voltage grade, type of transformer protection device south red the commissioning of the work experience and part of the understanding, to introduce individual of the south red series transformer differential protection device of the differences and similarities between calibration understanding and analyzing.

Keywords: zero differential protection, link categories

中图分类号：TM4文献标识码：A 文章编号：

纵差保护是变压器主保护，它是所有变压器保护装置中主要配置之一，下面就南瑞厂家型号为9671C变压器保护装置的纵差保护进行说明。

由于变比和联接组别的不同，变压器在运行时各侧电流的大小及相位也不同，需通过Y-或-Y变换及平衡系数调整时变压器各侧电流幅值和相位进行补偿。

先以Y形转换成形进行分析；

1）变压器联结组别为Y/d-11，高压侧电流如相量图（1-2）所示：

高压侧表达式(1-a)为： IA

ÍA=IA―IB ÍA

ÍB=IB―IC

ÍC=IC―IA

低压侧表达式(1-b)为：ICIB

Ía=Ia、Íb=Ib、Íc=Ic

当高压侧加A相电流时，B、C相为0，根据(1-a)公式得出结论如下，ÍA=IA、ÍC= ―IA。当差流为0时，相应低压侧Ia加入与高压侧IA相位相反为180°的电流。低压侧Ic应加入与高压侧IA相位相同为0°的电流，以补偿高压侧ÍC的电流。

2）变压器联结组别为Y/d-1，高压侧电流如相量图（1-3）所示：

高压侧表达式(2-a)为：IA

ÍA=IA―IC ÍA

ÍB=IB―IA

ÍC=IC―IB

低压侧表达式(2-b)为：ICIB

Ía=Ia、Íb=Ib、Íc=Ic

当高压侧加A相电流时，B、C相为0，根据(2-a)公式得出结论如下，ÍA=IA、ÍB= ―IA。当差流为0时，相应低压侧Ia加入与高压侧IA相位相反为180°的电流。低压侧Ib应加入与高压侧IA相位相同为0°的电流，以补偿高压侧ÍB的电流。

我们再以形转换成Y形进行分析；

1）变压器联结组别为Y/d-11，低压侧电流如相量图（1-4）所示：

低压侧表达式(3-a)为：IA

Ía=(Ia―Ic)/

Íb=(Ib―Ia)/ÍaÍb

Íc=(Ic―Ib)/

高压侧表达式(3-b)为：ICÍc IB

ÍA=IA―I0、ÍB=IB―I0、ÍC= IC―I0

当低压侧加a相电流时，b、c相为0，根据(3-a)公式得出结论如下，Ía=Ia/ 、Íb= ―Ia/ 。当差流为0时，相应高压侧ÍA 加入与低压侧Ia相位相反为180°的电流。高压侧ÍB应加入与低压侧Ia相位相同为0°的电流，以补偿低压侧Íb的电流。

2）变压器联结组别为Y/d-1，低压侧电流如相量图（1-5）所示：

低压侧表达式(4-a)为：IA

Ía=(Ia―Ic)/

Íb=(Ib―Ia)/ Íc Ía

Íc=(Ic―Ib)/

高压侧表达式(4-b)为：IC ÍbIB

ÍA=IA―I0、ÍB=IB―I0、ÍC= IC―I0

当低压侧加a相电流时，b、c相为0，根据(4-a)公式得出结论如下，Ía=Ia/ 、Íc= ―Ia/ 。当差流为0时，相应高压侧ÍA 加入与低压侧Ia相位相反为180°的电流。高压侧ÍC应加入与低压侧Ia相位相同为0°的电流，以补偿低压侧Íc的电流。

对于YN,d接线而言，高压侧Y侧中性点接地的变压器，当高压侧线路上发生接地故障时，高压侧Y型有零序电流流过，而由于变压器低压侧绕组为d联结，在变压器的低压侧d接线外无零序电流输出，两侧零序电流不能平衡。Y侧进行转换的变压器纵差保护，通入各相差动元件的电流已是相应两相电流之差了，故已将零序电流滤去；d侧进行转换的变压器纵差保护，应对Y侧的零序电流进行补偿，其公式如下：

ÍA=ÍA―（ÍA+ÍB+ÍC）/3

ÍB=ÍB―（ÍA+ÍB+ÍC）/3

ÍC=ÍC―（ÍA+ÍB+ÍC）/3

南瑞变压器纵差保护装置中有一“消除零序”控制字，是为消除零序电流进入差动元件设定的。当控制字投入对纵差保护效验时，如加入IA相电流，ÍA =2IA/3，要达到启动差值需加入1.5倍IA电流值，其它两相同理。

变压器的纵差保护并不是万能的，它也有自己的保护死区。如变压器Y侧或侧绕组发生开焊断线故障，纵差保护均不会动作而主要依靠瓦斯保护或压力保护。特别是对于YN,d接线的变压器，无论是普通变压器还是自耦变压器，其YN侧进行转换的变压器纵差保护已将零序短路电流滤去，导致纵差保护对内部单相短路的灵敏度降低甚至据动，根本不反应零序电流。

主要原因是YN侧绕组发生单相短路时，在纵差保护中差动电流相位一致只是大小不相等，可看作是“穿越性”电流，所以有必要增设新的差动保护。此种差动保护称之为零序差动保护，它只含有电路连接的变压器部分绕组，不包含无电路连接的由铁芯磁路耦合的其它绕组，励磁涌流对零序差动保护来说纯属穿越性电流，从而彻底排除励磁涌流的干扰。

目前国内变电站的零序差动保护主要是用于自耦变压器。差动保护电流是由自耦变压器高压侧、中压侧及公共绕组的自产零序电流构成，而后备零序保护有专用电流互感器，后备零序保护与零序差动保护无关，所以零序差动保护电流极性端考虑较简单，其高压侧和中压侧电流互感器极性端是以朝母线侧为准，公共绕组侧电流互感器极性端是以朝中性点为准。

如图（1-1）

平衡系数的计算公式如下：

KLPh= KTA/ KTA.max×KLb ,KLb= KTA.max/ KTA.min

KTA为需要计算平衡系数侧的TA变比，KTA.max为变压器零差用TA变比的最大值，KTA.min为变压器零差用TA变比的最小值。计算方法以各侧中TA变比为最小的一侧为基准，平衡系数为1，其它侧放大；最大的平衡系数为4，补偿时分别将各侧零序电流与其对应的平衡系数相乘。

差动电流和制动电流计算公式如下：

I0d=KLPh1* I01+ KLPh2* I02+ KLPhcw* I0cw

I0r= max(KLPh1* I01、KLPh2* I02、KLPhcw* I0cw)

当零序比率差动起动定值I0cdpd

I0d>I0cdpd I0r≤0.5In

I0d> K0bL[I0r-0.5In]+I0cdpd

当零序比率差动起动定值I0cdpd>0.5In时，拐点电流自动设定为In，其动作方程为：

I0d>I0cdpd I0r≤In

I0d> K0bL[I0r-In]+I0cdpd

自耦变压器零序差动动作图形如下：

I0d为差动电流，I0r为制动电流，K0bL为比率制动系数，In为电流互感器二次额定电流

国外对于变电站内变压器高压侧为Y型接线的单相短路比较重视，都会采用此种保护，主要应用于中性点直接接地或低阻抗接地的变压器绕组，提供灵敏度较高的区内接地故障保护。差动保护电流是由变压器Y侧开关相关绕组的自产零序电流之和和该侧中性点外接零序电流构成，而后备零序保护是与零序差动保护中中性点共一组电流互感器，造成保护电流极性端的矛盾。南瑞厂家是将相电流互感器的极性端朝母线侧，中性点电流互感器极性端朝变压器侧，是为了满足后备零序保护电流的极性，而当此电流做零序差动量时，在程序中将其置反，从而解决中性点电流互感器极性问题。

如图（2-2）

平衡系数的计算公式如下：

KPh01n= CTRn/ CTRNn

CTRn为各侧的电流互感器变比，CTRNn为各侧中性点零序电流互感器变比。

当进行一侧零序差动保护平衡系数计算时，需将其它侧进行换算，如本侧的平衡系数计算为KPh011= CTR1/ CTRN1另一侧的平衡系数计算为KPh012= CTR2/ CTRN1；当零序差动保护中不包括某侧一组相电流互感器，则该组相电流互感器对于其他侧的平衡系数为0。为了保证精度和零序差动保护性能，各平衡系数之间不应相差8倍以上，否则装置发出“平衡系数出错”报警信号，同时装置闭锁。

差动电流和制动电流计算公式如下：

I0d1=(KPho11* 3I01+ KPho12* 3I02)- IN1

I0r1= max(KPho11* 3I01、KPho12* 3I02、IN1)

零序差动保护包括零序低值比率差动保护和零序高值比率差动保护

当零序低值比率差动起动定值I0cdpd

I0d>I0cdpd I0r≤0.5In

I0d> K0bL[I0r-0.5In]+I0cdpd I0r>0.5In

当零序低值比率差动起动定值I0cdpd>0.5In时，拐点电流自动设定为In，其动作方程为：

I0d>I0cdpd I0r≤In

I0d> K0bL[I0r-In]+I0cdpd I0r>In

当零序高值比率差动起动定值I0cdpd>1.2In时，比率差动起动值取I0cdpd，可抗区外故障时电流互感器暂态和稳态饱和，而在区内接地故障且电流互感器饱和时能可靠正确快速动作，其动作方程如下：

I0d>1.2In

I0d>I0r

三相变压器零序差动动作图形如下：

I0d为差动电流，I0r为制动电流，K0bL为比率制动系数，In为本侧外接零序电流互感器的二次额定电流

为了避免由于电流互感器暂态特性差异和电流互感器饱和造成区外三相短路故障时“错误的差动回路零序电流”对零序差动保护的影响，两种变压器均采用了正序电流制动的闭锁判据。自耦变压器差动保护装置的原理是当零序各侧的零序电流大于其正序电流的B0倍时，认为零序电流由故障造成。其表达式为：I0>B0*I1；三相变压器保护装置的原理是当某侧零序差动保护相关的自产零序电流小于其正序电流的B0倍时，认为零序电流因电流互感器暂态特性差异或饱和引起，闭锁保护，其表达式为：I0

自耦变压器差动保护装置对于TA断线闭锁是靠整定控制字选择来决定的，而三相变压器保护装置则是靠中性点外接零序电流无流闭锁判据来判断的，其表达式为：I0WJ

这样通过比较，我们可以较清楚看到零差保护，在三相变压器保护与自耦变压器保护中运用的异同点，以及纵差保护在不同型号联结组别的变压器及保护中存在的差别，为我们今后的工作提供方便。

自此，上述中不足之处还希望大家谅解，同时希望广大同行和专家学者能给予批评指正，谢谢!

参考书籍：南瑞变压器保护系列技术说明书

零序电流范文第5篇

1、利用配电线路所设置的过电流保护兼作接地故障保护；

这种保护方式因利用所控制的线路断路器，在不增设其他装置就可以实现接地故障保护功能，所以方便易行。但应能满足规范所要求的在发生故障时，断路器切断故障电流的允许时间。

2、利用零序电流来实现接地故障保护；

依据基尔霍夫定律流入电路中任意节点的复电流的代数和为零，所以三相电流的矢量和即零序电流I0=︱IA︱+︱IB︱+︱IC︱在三相负荷完全平衡时（假定无接地故障，不考虑线路及电器设备的正常泄漏电流）I0=0.当三相负荷不平衡时I0=IN，此时零序电流为不平衡电流IN.当某一相发生接地故障时必然要产生一个单相接地故障电流Id，此时的零序电流

I0=IN+Id是三相不平衡电流与单相接地故障电流的矢量和。所以利用零序电流来实现接地故障保护时其动作电流应大于三相不平衡电流。

3、利用剩余电流实现接地故障保护；

配电线路在没有发生接地故障时，三相负荷电流与中性线电流的矢量和无论三相负荷电流平衡与否它们的电流均为零，即∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣=0.当某一相发生单相接地故障时，故障电流通过保护线PE与大地构成通路，所以此时∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣≠0.此时的电流应为接地故障电流加上配电线路及电器设备的正常泄漏电流，我们称此电流为剩余电流。由此分析可知利用剩余电流来实现接地故障保护时其动作电流应为剩余电流。

零序电流保护一般适用与TN接地系统。在发生某一相单相接地故障时，对于TN-S系统其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系统其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系统其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.所发生的单相接地故障电流Id=220/ZS，明显地大于无故障时的三相不平衡电流。如果其动作电流整定值合适，在发生接地故障时能躲过不平衡电流，检测出发生接地故障时的零序电流就能实现其对接地故障地保护。对于TT系统；因三相不平衡电流较大，在发生某相接地故障时其回路阻抗应包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB及接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障电流Id=220/ZS.由于RA+RB＞Z1+ZPE+Zf，并且RA+RB数值一般较大，故TT系统在故障回路阻抗大，所发生的单相接地故障电流Id远小于不平衡电流，很难检测出故障电流，所以零序电流保护不适用于TT接地系统。

从利用剩余电流来完成接地故障保护的原理分析可知它保护动作整定电流可以从mA级到A级，有相当高的动作灵敏度。对于TN、TT、IT接地系统均可以运用。但不适用于TN系统中TN—C接地系统。在TN–C接地系统中保护线PE和中性线N是合为一根PEN线，在正常工作时PEN线要流过三相不平衡电流，当发生单相接地故障时所发生的故障电流也要从PEN线流过，所以剩余电流保护装置无法检测出剩余电流。也就是说对于TN-C系统，剩余电流保护已无检测剩余电流的功能。