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零序電流范文第1篇

關(guān)鍵詞：低電阻 20 kV 零序保護(hù)

中圖分類號：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0063-02

20 kV配電網(wǎng)可以提升配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性，降低配電網(wǎng)損耗和供電成本，減少電力設(shè)施占地資源。目前，在中壓配網(wǎng)中應(yīng)用20 kV電壓等級正越來越受到重視。

20 kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式分為二類，Ⅰ類：中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地；Ⅱ類：中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或不接地。

該文對中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)的零序保護(hù)進(jìn)行簡單分析。

1 接地電阻的選擇

按江蘇省公司頒發(fā)的設(shè)備規(guī)范和技術(shù)導(dǎo)則，20 kV系統(tǒng)接地電阻為20 Ω，保證系統(tǒng)發(fā)生單相接地時能可靠跳開故障線路。

2 電網(wǎng)單相接地的故障分析

2.1 單相接地的故障分析

電網(wǎng)接線如圖1。

設(shè)在線路n發(fā)生A相接地故障，故障點(diǎn)離母線的線路長度為Lk。

此時的故障復(fù)合序網(wǎng)為：

根據(jù)圖二的故障復(fù)合序網(wǎng)，可以求得：

3I0=3IK1=3EA/（Z∑1+Z∑2+Z∑0）

其中，Z∑1：綜合正序阻抗，Z∑1=Z1*Lk + jXT1+ jXS1。Z1為線路單位長度的正序阻抗，XT1：變壓器正序阻抗，XS1：系統(tǒng)的正序阻抗。

Z∑2：綜合負(fù)序阻抗，Z∑2=Z2*Lk+ jXT2+ jXS2。Z2為線路單位長度的負(fù)序阻抗，XT2：變壓器負(fù)序阻抗，XS2：系統(tǒng)的負(fù)序阻抗。

Z∑0：綜合負(fù)序阻抗，Z∑0=Z0*Lk+ jXT0+3R。Z0為線路單位長度的零序阻抗，XT0：變壓器零序阻抗。

在配電網(wǎng)中，可以認(rèn)為Z∑1=Z∑2。

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

實(shí)際系統(tǒng)的故障電流計(jì)算舉例

下面就某110 kV變電所2007年的系統(tǒng)參數(shù)為例，進(jìn)行簡單計(jì)算（計(jì)算取標(biāo)么值）

基準(zhǔn)值選?。?/p>

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

參數(shù)：在最小運(yùn)行方式下：系統(tǒng)阻抗XS1=0.25，

中性點(diǎn)接地電阻20 Ω，換算成標(biāo)么值4.5351。

主變：110 kV/21 kV，容量63 MVA，阻抗百分?jǐn)?shù)=12%，

則XT1=0.1905，取XT0=0.8 XT1=0.1524。

20 kV線路采用鋁芯絕緣導(dǎo)線，截面185 mm2，取Z1=0.0529 Ω/kM（標(biāo)么值）。

Z0=3Z1。

線路故障點(diǎn)離母線的線路長度為Lk。不同的Lk下對應(yīng)的故障電流如表1。

可見單相接地的故障電流隨故障點(diǎn)遠(yuǎn)近變化不大。

2.2 故障電流影響因素分析

仍以上面參數(shù)為例，當(dāng)Lk=5kM時：

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

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可見（2Z1+Z0）*Lk+ j（2XT1+XT0+2XS1）遠(yuǎn)小于3R，

若忽略（2 Z1+Z0）*Lk+j（2XT1+XT0+ 2XS1），則單相接地的零序電流略小于EA/R。

可見單相接地的零序電流主要取決于中性點(diǎn)接地電阻的大小。

3 20 kV線路零序保護(hù)配置

3.1 保護(hù)配置的原則

中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地后，在單相接地時，故障電流較大，并有零序電流產(chǎn)生。因此線路保護(hù)應(yīng)配置零序過流保護(hù)，動作于跳閘。

3.2 零序電流的獲取

方法一：取自套在電纜上的穿芯式CT。運(yùn)行特點(diǎn)：在正常運(yùn)行和相間短路時，穿芯式CT無不平衡電流。

方法二：取自出線CT的自產(chǎn)零序電流（三相電流相加）。運(yùn)行特點(diǎn)：在正常運(yùn)行時存在三相CT的誤差引起不平衡電流；在相間故障時存在CT的飽和特性的差異引起的不平衡電流。

3.3 零序電流定值整定原則

在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障線路流過故障電流。非故障線路流過的零序電流為本線路的接地電容電流。因此：

3.3.1 對零序電流取自穿芯式CT的。

零序保護(hù)定值按躲過本線路的接地電容電流整定，I0.DZ>KK IC

KK：可靠系數(shù)，取1.25

IC：本線路的接地電容電流

3.3.2 對零序電流取自出線CT自產(chǎn)零序電流的。

零序保護(hù)定值按下面兩個條件整定，取較大值為整定值。

躲過本線路的接地電容電流整定，I0.DZ>KK IC

KK：可靠系數(shù)，可靠系數(shù)取1.25。

IC：本線路的接地電容電流

躲過配電變壓器低壓側(cè)三相短路流過本保護(hù)的最大不平衡電流整定，

I0.DZ>KK Ibp.max

KK：可靠系數(shù)，取1.2～1.3

Ibp.max：配電變壓器低壓側(cè)三相短路最大不平衡電流

考慮線路經(jīng)高阻接地故障時保護(hù)的靈敏度，零序過流定值應(yīng)不大于300 A。

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)：線路的電容電流較小，20 kV電纜線路的電容電流按10 kV電纜的2～2.5倍考慮，約2 A～3 A/km，5 km的電纜線路電容電流約十幾安，遠(yuǎn)小于線路配電變壓器低壓側(cè)短路時流過保護(hù)的最大不平衡電流。因此按躲過線路的接地電容電流整定的零序過流保護(hù)定值可以整定的較低。

即零序電流取自穿芯式CT的定值可以整定的較低，相應(yīng)的對接地故障的靈敏度較高。

3.4 零序電流保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)

零序電流的靈敏度對線路末段金屬性接地故障的靈敏系數(shù)不小于1.5。

4 結(jié)語

中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地后，在單相接地時，產(chǎn)生零序電流（主要決定于中性點(diǎn)電阻）。因此線路保護(hù)配置應(yīng)增加零序過流保護(hù)，動作于跳閘。通過對零序電流的分析計(jì)算，合理整定零序電流定值，才能保證線路零序保護(hù)的正確動作，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

零序電流范文第2篇

關(guān)鍵詞: 電機(jī)干燥絕緣電壓 溫升

中圖分類號： TM3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 前言

電機(jī)在運(yùn)輸、存放、安裝過程中，由于其絕緣材料都有不同程度的吸潮性，尤其是棉紗等纖維性絕緣材料受潮后，很容易使絕緣繞組受潮，降低其電氣絕緣強(qiáng)度；還有部分電機(jī)制造上的缺陷，未按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)刷絕緣漆或烘干，在停用一段時間后絕緣強(qiáng)度降低。當(dāng)這些絕緣強(qiáng)度低的電機(jī)在通電運(yùn)行的瞬間或運(yùn)行一段時間溫度升高后，極易發(fā)生繞組之間、繞組對外殼的擊穿事故。所以對受潮導(dǎo)致絕緣電阻或吸收比降低的電機(jī)，必須在運(yùn)行前進(jìn)行干燥處理，以驅(qū)散潮氣水分，提高絕緣強(qiáng)度，保證電機(jī)的安全運(yùn)行。

2 零序電流干燥法工作原理

將電機(jī)通入低壓電流，利用電機(jī)本身的銅損來加熱，達(dá)到干燥的目的。

電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與加給電機(jī)的電壓的平方成正比，當(dāng)電壓下降后，電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩急劇下降，當(dāng)電壓下降到使電機(jī)堵轉(zhuǎn)時，電流將達(dá)到額定值的數(shù)倍，由于機(jī)械通風(fēng)的散熱條件喪失，電機(jī)的溫度急劇升高，堵轉(zhuǎn)電流計(jì)算公式為：

I=U×Iq/UN

U——降壓后的電壓UN——額定電壓 Iq——啟動電流，一般情況下為額定電流的5～8倍

由上式可知，若給電機(jī)施加適當(dāng)?shù)牡碗妷?，利用其溫升來烘干電機(jī)是可以達(dá)到較好的干燥效果的。

電流干燥的接線方法較多，但無論何種接法，其每相繞組分配的最大電流都不宜超過原額定電流的50%～60%，直流可稍高60%～80%，由于各種電機(jī)的具體情況不同，一般所需干燥電流的大小，應(yīng)以定子鐵心在通電3～4h達(dá)到70~80℃為宜。

電源一般用交流電焊變壓器或直流焊機(jī)，以及其他低壓電源，筆者曾使用過交流380V電源烘干過6KV 1000KW異步電動機(jī)，效果很好。

3 應(yīng)用實(shí)例京能赤峰煤矸廠電廠的1號爐2號二次風(fēng)機(jī)是鍋爐主要輔機(jī)。該風(fēng)機(jī)的原動機(jī)為湘潭電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的異步電動機(jī)。在2011年8月1號機(jī)組停機(jī)臨修。經(jīng)過1個多月的停用，又值赤峰多雨季節(jié)，在9月8日對該電機(jī)進(jìn)行絕緣測試，用數(shù)字兆歐表測試電阻為1.1МΩ，吸收比0.9，判斷電機(jī)受潮，故決定對該電機(jī)進(jìn)行干燥處理。投入電加熱器（電機(jī)本身自帶）12小時后測量，絕緣電阻1.2МΩ，吸收比0.9，效果不好。經(jīng)研究后決定對該電機(jī)進(jìn)行零序電流干燥法處理。

3.1 電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：型號YFKK500-4，功率1000KW，轉(zhuǎn)速1490r／min，額定電壓6000V，額定電流116.4A，接法Y，額定頻率50HZ，絕緣等級F，防護(hù)等級IP54

3.2 電機(jī)干燥處理過程

3.2.1 分析可行性

根據(jù)公式計(jì)算堵轉(zhuǎn)電流I=380×116.4×8/6000=59A

堵轉(zhuǎn)電流為電機(jī)額定電流的51%，可以采用電壓降級方法來烘干，使定子和轉(zhuǎn)子都有一定的安全電流流過，在內(nèi)部產(chǎn)生熱量以達(dá)到驅(qū)散潮氣、烘干繞組的目的。使用現(xiàn)場380V交流電源最方便。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)子不動時（在短路狀態(tài)），定子繞組上可以施加的三相交流電壓為額定電壓的6～15%，如果采用380V即6%。從現(xiàn)場情況來看，使用380V三相交流電源最方便。

3.2.2 將電機(jī)外殼可靠接地，打開電機(jī)加熱器處擋板（用于排放潮氣，最好在電機(jī)上部開口），拆下電機(jī)原有動力電纜，接上25㎜²三相電纜（A、B、C每相接一根），將電機(jī)轉(zhuǎn)軸用木方頂死（固定不轉(zhuǎn)）。

3.2.3 將電機(jī)定子通入交流380V電源開始加熱。當(dāng)時環(huán)境溫度24℃。

10：00開始加熱。23:00停止加熱，加熱時間為13h，連續(xù)測量17h。烘干后絕緣電阻73МΩ，吸收比為1.6。

下表為烘干過程測量數(shù)據(jù)：

4 結(jié)語

通過上述實(shí)例可以看出，采用零序電流干燥法實(shí)施效果良好。與其它干燥方法比較，零序電流法簡便、投資少、實(shí)用性強(qiáng)、易掌握、干燥效果顯著，應(yīng)用時對人身及設(shè)備都很安全，符合生產(chǎn)現(xiàn)場特點(diǎn)。但其不足之處是無法進(jìn)行干燥電流的調(diào)節(jié)，只能用間隙停送電的辦法來控制溫升，所以有待于進(jìn)一步完善。在實(shí)際應(yīng)用中要注意以下幾點(diǎn)：

4.1定子線圈電流一般不超過額定電流60％；電壓應(yīng)在6%～15%，太低效果不明顯，太高溫升過快不易控制。

4.2有明顯落水的電機(jī)不宜直接通電干燥。

4.3干燥過程中，最好多選幾個測溫點(diǎn)。本例電機(jī)內(nèi)置熱電阻，采用DCS監(jiān)控溫度，準(zhǔn)確方便。

4.4干燥過程中，干燥溫度應(yīng)緩慢上升。40℃以前每小時溫升最好不要超過3～5℃， 40℃以后每小時溫升不得超過5～8℃。溫升過高時應(yīng)斷電控制。

4.5干燥過程中每小時記錄一次絕緣電阻和干燥溫度，測量絕緣電阻時不要忘了先放電。還應(yīng)記錄電流值。本例電流基本在37A左右。

4.6嚴(yán)格按照各種不同絕緣等級(耐熱等級)的容許溫度進(jìn)行干燥。

4.7測溫時只能用酒精溫度計(jì)、熱電阻等，不允許用水銀溫度計(jì)。

4.8判斷電機(jī)干燥是否合格的依據(jù)。干燥到電機(jī)絕緣電阻滿足規(guī)定或吸收比≥1．3，溫度保持不變，絕緣電阻穩(wěn)定3—5h不變即實(shí)為干燥合格。

4.9當(dāng)溫度在40℃以上時，每2小時將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°，防止軸彎曲。

4.10 做好隔離措施，防止觸電和燙傷，排潮氣的孔洞要防止掉入雜物。

參考文獻(xiàn)

（1）鐘洪壁，高占邦，王正宮，等。電力變壓器檢修與實(shí)驗(yàn)手冊【M】。北京：中國電力出版社，1999：198-200.

（2）呂家圣，曾憲剛，黃徐，等。500KV換流變壓器現(xiàn)場干燥處理技術(shù)應(yīng)用[J]。高電壓技術(shù)，2007,33（10）：222-223.

零序電流范文第3篇

關(guān)鍵詞：消弧線圈 接地選線

1 選線原理

⑴ 絕緣監(jiān)察裝置。絕緣監(jiān)察裝置利用接于公用母線的三相五柱式電壓互感器，其一次線圈均接成星形，附加二次線圈接成開口三角形。接成星形的二次線圈供給絕緣監(jiān)察用的電壓表、保護(hù)及測量儀表。接成開口三角形的二次線圈供給絕緣監(jiān)察繼電器。系統(tǒng)正常時，三相電壓正常，三相電壓之和為零，開口三角形的二次線圈電壓為零，絕緣監(jiān)察繼電器不動作。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，開口三角形的二次端出現(xiàn)零序電壓，電壓繼電器動作，發(fā)出系統(tǒng)接地故障的預(yù)告信號。其優(yōu)點(diǎn)是投資小，接線簡單、操作及維護(hù)方便。其缺點(diǎn)是只發(fā)出系統(tǒng)接地的無選擇預(yù)告信號，不能準(zhǔn)確判斷發(fā)生接地的故障線路，運(yùn)行人員需要通過推拉分割電網(wǎng)的試驗(yàn)方法才能進(jìn)一步判定故障線路，影響了非故障線路的連續(xù)供電。

⑵ 零序電流原理。在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，非故障線路零序電流的大小等于本線路的接地電容電流。故障線路零序電流的大小等于所有非故障線路的零序電流之和，也就是所有非故障線路的接地電容電流之和。通常故障線路的零序電流比非故障線路零序電流大得多，利用這一原則，可以采用電流元件區(qū)分出接地故障線路。

⑶ 零序功率原理。在中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，非故障線路的零序電流超前零序電壓90°，故障線路的零序電流滯后零序電壓90°，故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流相位相差180°。根據(jù)這一原則，可以利用零序方向元件區(qū)分出接地故障線路。

2 消弧線圈接地系統(tǒng)的特點(diǎn)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，配網(wǎng)規(guī)模日漸擴(kuò)大，電纜出線日漸增多，系統(tǒng)對地電容電流急劇增加，接地弧光不易自動熄滅，容易產(chǎn)生間隙弧光過電壓，進(jìn)而造成相間短路，使事故擴(kuò)大。為了防止這種事故，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)定；3~10 kV架空線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35 kV、66 kV電網(wǎng)，當(dāng)單相接地故障電流大于10 A時，中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈，3~10 kV電纜線路構(gòu)成的系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電流大于30 A時，中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。根據(jù)這一規(guī)定，潮州供電分公司對系統(tǒng)進(jìn)行改造，采取中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，但是造成了采用零序電流原理、零序功率方向原理的接地選線裝置的選線正確率急劇下降。其原因是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時，電容電流分布的情況與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)不一樣了，如圖1所示。

由圖1可知，中性點(diǎn)接入消弧線圈后，發(fā)生單相接地時，非故障線路電容電流的大小和方向與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)是一樣的；但對故障線路而言，接地點(diǎn)增加了一個電感分量的電流ILo從接地點(diǎn)流回的總電流為：

由于與的相位相差180埃 將隨消弧圈的補(bǔ)償程度而變，因此，故障線路零序電流的大小及方向也隨之改變。

當(dāng)全補(bǔ)償時，即，接地電流接近于零，故障線路零序電流等于線路本身的電容電流，方向由母線流向線路，零序功率方向與非故障線路完全相同。

全補(bǔ)償時，wL = 1/3wC∑，正是工頻串聯(lián)諧振的條件，如果由于系統(tǒng)三相對地電容不對稱或者斷路器三相不同期合閘時出現(xiàn)零序電壓，串接于L及3C∑之間，串聯(lián)諧振將導(dǎo)致電源中性點(diǎn)對地低壓升高及系統(tǒng)過電壓，因而不采用這種補(bǔ)償方式。

當(dāng)欠補(bǔ)償時，即分兩種情況：

如果補(bǔ)償以后的接地電流大于本身線路電容電流，且方向由線路流向母線，故障線路零序電流將減少。

如果補(bǔ)償以后的接地電流小于本身線路電容電流，故障線路零序電流不但大小變化，且方向也變?yōu)橛赡妇€流向線路。

上述情況表明，在欠補(bǔ)償方式下，故障線路零序電流(功率)的方向是不固定的。同時，考慮到因運(yùn)行方式變化，系統(tǒng)電容電流IC∑減少時，有可能又出現(xiàn)串聯(lián)諧振。因此，這種補(bǔ)償方式很少采用。

當(dāng)過補(bǔ)償時，即，這種補(bǔ)償方式?jīng)]有發(fā)生過電壓的危險，因而得到了廣泛的應(yīng)用，采用過補(bǔ)償后，通過故障線路保護(hù)安裝處的電流為補(bǔ)償以后的感性電流，它與零序電壓的相位關(guān)系和非故障線路電容電流與零序電壓的相位關(guān)系相同，數(shù)值也和非故障線路的容性電流相差無幾，因此不接地系統(tǒng)中常用的零序電流選線原理和零序功率方向選線原理已不能采用。

3 接地選線原理比較

(1) 插入有效電阻法。發(fā)生接地故障時，在消弧線圈上短時并上一個有效電阻，使接地點(diǎn)產(chǎn)生一個有功分量電流，再利用此有功分量電流作為選線依據(jù)，經(jīng)一定延時后，再把電阻切除。只要電阻選擇合適，就能使接地點(diǎn)的有功分量電流足夠大，從而達(dá)到選線的目的。

(2) 5次諧波原理。在電力系統(tǒng)中，電源感應(yīng)電勢中本身就存在高次諧波分量，此外由于變壓器、電壓互感器等設(shè)備鐵心非線性的影響，電網(wǎng)中必然包含一系列高次諧波分量，其中主要為5次諧波分量。對中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，由于消弧線圈對5次諧波呈現(xiàn)的感抗為基波的5倍，而線路容抗為基波1/5，和線路容抗相比，消弧線圈近似于開路狀態(tài)。因此，5次諧波感性電流可以忽略，系統(tǒng)單相接地時，5次諧波容性電流分布與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中基波容性電流幾乎相同，籍此可進(jìn)行故障選線。

(3) 首半波原理。該原理是基于接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值這一假設(shè)，利用單相接地瞬間，故障線路暫態(tài)零序電流第1個周期的首半波與非故障線路相反的特點(diǎn)構(gòu)成。暫態(tài)電容電流中包括自由分量和強(qiáng)制分量，它具有以下幾個特點(diǎn)：

在相電壓接近最大值瞬間單相接地過程中，暫態(tài)電容電流比流過消弧線圈的暫態(tài)電感電流大很多，暫態(tài)電感電流可忽略不計(jì)。因此，在同一電網(wǎng)中，即使中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，其過渡過程與中性點(diǎn)不接地情況下近似相同。

故障線路暫態(tài)零序電流和暫態(tài)零序電壓首半波方向相反。非故障線路暫態(tài)零序電流和暫態(tài)零序電壓首半波方向相同。

首半波電容電流幅值比穩(wěn)態(tài)電容電流大幾倍到幾十倍，對總線路長度較短的系統(tǒng)，暫態(tài)過程更加明顯。

由上述特點(diǎn)可知，對短線路而言，其穩(wěn)態(tài)電容電流小，暫態(tài)電容電流大，該原理比其它各類反映接地穩(wěn)態(tài)量的原理靈敏度高，對單相接地反應(yīng)迅速。

(4) 注入信號尋蹤法。該原理是通過運(yùn)行中的電壓互感器向接地線注入信號，利用信號尋蹤原理，實(shí)現(xiàn)故障探測。該裝置由主機(jī)和信號電流探測器兩部分構(gòu)成，主機(jī)發(fā)出的信號通過電壓互感器副邊二次端子接入，并由故障線路接地點(diǎn)流回。信號探測器插在主機(jī)內(nèi)部或安裝在各條出線絕緣距離以外探測選線。由于故障選線是通過注入信號實(shí)現(xiàn)，無需使用零序電流互感器，也與電流互感器的接線方式無關(guān)。裝置還具有測距定位功能，尋蹤選線以后，必要時可停電進(jìn)行測距定位。

4 接地選線裝置現(xiàn)場注意事項(xiàng)

(1) 零序電流互感器穿過電力電纜和接地線時的接法問題。不論零序電流互感器與電纜頭接地線的相對位置如何，零序電流互感器與接地線的關(guān)系應(yīng)掌握一個原則：電纜兩端端部接地線與電纜金屬護(hù)層、大地形成的閉合回路不得與零序電流互感器匝鏈。即當(dāng)電纜接地點(diǎn)在零序電流互感器以下時，接地線應(yīng)直接接地；接地點(diǎn)在零序電流互感器以上時，接地線應(yīng)穿過零序電流互感器接地。同時，由電纜頭至零序電流互感器的一段電纜金屬護(hù)層和接地線應(yīng)對地絕緣，對地絕緣電阻值應(yīng)不低于50kΩ。以上做法是為了防止電纜接地時的零序電流在零序電流互感器前面泄漏，造成誤判斷；經(jīng)電纜金屬護(hù)層流動的雜散電流由接地線流入大地，也不與零序電流互感器匝鏈，雜散電流也不會影響正確判斷。

(2) 接入選線裝置的線路數(shù)量問題。一般來說，線路路數(shù)至少不少于3路才能保證正確判斷，一般變電所都能滿足此要求。當(dāng)出線路數(shù)少，母線有防止電壓互感器鐵磁諧振或防止過電壓的接地電容時，接地選線判斷比較準(zhǔn)確。另外，凡是接在母線上的各饋電線路包括補(bǔ)償無功功率的電容器等的電纜都必須經(jīng)過零序電流互感器接入選線裝置，否則未接入選線裝置的線路接地時采用幅值比較法的裝置可能誤判斷，采用方向比較法的則可能判為母線接地。

(3) 零序電流互感器型號統(tǒng)一問題。幅值比較的前提是變電所各出線的零序電流互感器的特性必須一致，否則可能因特性不一致而造成誤判斷，這一點(diǎn)，尤其在變電所擴(kuò)容新增加配電線路時一定要注意。新增線路的零序電流互感器必須與原有其它線路的零序電流互感器型號、生產(chǎn)廠家保持一致。對于開合式零序電流互感器，開合接觸面應(yīng)無灰塵，確保面接觸。對有架空出線的線路，雖然可以用三只測量用電流互感器濾出零序電流，但由于與電纜出線零序電流互感器特性不一致，架空出線也應(yīng)改為一段電纜出線，以便于用同型號零序互感器。

(4) 零序電流互感器的極性問題。各配電線路的零序電流互感器的極性必須一致，并滿足廠家要求（一般沿配電盤柜向線路方向流出為正）。

(5) 某些線路出線為雙電纜時。為保證線路零序電流的準(zhǔn)確測量，每條出線電纜應(yīng)盡可能采用一根電纜，對負(fù)荷較大的線路可采用大截面銅心電纜，不得不采用雙電纜并列時，應(yīng)盡可能選用內(nèi)徑較大的零序電流互感器，將兩根電纜同時穿入零序互感器。

5 系統(tǒng)調(diào)試

施工完畢，必須做好系統(tǒng)調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，具體調(diào)試的方法如下：解開TV開口三角的零序電壓引入線，用調(diào)壓器模擬零序電壓，加入裝置，此時加入的電壓應(yīng)與裝置顯示的電壓一致，同時用升流器在TA一次側(cè)模擬系統(tǒng)單相接地電流，穿過TA一次時，一條線路反穿，其余線路正穿，所加入電流應(yīng)大于20mA，此時裝置能正確選線，說明該裝置回路可以投運(yùn)。

6 結(jié)束語

零序電流范文第4篇

關(guān)鍵詞：零差保護(hù)、聯(lián)結(jié)組別

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

中圖分類號：TM4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

縱差保護(hù)是變壓器主保護(hù)，它是所有變壓器保護(hù)裝置中主要配置之一，下面就南瑞廠家型號為9671C變壓器保護(hù)裝置的縱差保護(hù)進(jìn)行說明。

由于變比和聯(lián)接組別的不同，變壓器在運(yùn)行時各側(cè)電流的大小及相位也不同，需通過Y-或-Y變換及平衡系數(shù)調(diào)整時變壓器各側(cè)電流幅值和相位進(jìn)行補(bǔ)償。

先以Y形轉(zhuǎn)換成形進(jìn)行分析；

1）變壓器聯(lián)結(jié)組別為Y/d-11，高壓側(cè)電流如相量圖（1-2）所示：

高壓側(cè)表達(dá)式(1-a)為： IA

ÍA=IA―IB ÍA

ÍB=IB―IC

ÍC=IC―IA

低壓側(cè)表達(dá)式(1-b)為：ICIB

Ía=Ia、Íb=Ib、Íc=Ic

當(dāng)高壓側(cè)加A相電流時，B、C相為0，根據(jù)(1-a)公式得出結(jié)論如下，ÍA=IA、ÍC= ―IA。當(dāng)差流為0時，相應(yīng)低壓側(cè)Ia加入與高壓側(cè)IA相位相反為180°的電流。低壓側(cè)Ic應(yīng)加入與高壓側(cè)IA相位相同為0°的電流，以補(bǔ)償高壓側(cè)ÍC的電流。

2）變壓器聯(lián)結(jié)組別為Y/d-1，高壓側(cè)電流如相量圖（1-3）所示：

高壓側(cè)表達(dá)式(2-a)為：IA

ÍA=IA―IC ÍA

ÍB=IB―IA

ÍC=IC―IB

低壓側(cè)表達(dá)式(2-b)為：ICIB

Ía=Ia、Íb=Ib、Íc=Ic

當(dāng)高壓側(cè)加A相電流時，B、C相為0，根據(jù)(2-a)公式得出結(jié)論如下，ÍA=IA、ÍB= ―IA。當(dāng)差流為0時，相應(yīng)低壓側(cè)Ia加入與高壓側(cè)IA相位相反為180°的電流。低壓側(cè)Ib應(yīng)加入與高壓側(cè)IA相位相同為0°的電流，以補(bǔ)償高壓側(cè)ÍB的電流。

我們再以形轉(zhuǎn)換成Y形進(jìn)行分析；

1）變壓器聯(lián)結(jié)組別為Y/d-11，低壓側(cè)電流如相量圖（1-4）所示：

低壓側(cè)表達(dá)式(3-a)為：IA

Ía=(Ia―Ic)/

Íb=(Ib―Ia)/ÍaÍb

Íc=(Ic―Ib)/

高壓側(cè)表達(dá)式(3-b)為：ICÍc IB

ÍA=IA―I0、ÍB=IB―I0、ÍC= IC―I0

當(dāng)?shù)蛪簜?cè)加a相電流時，b、c相為0，根據(jù)(3-a)公式得出結(jié)論如下，Ía=Ia/ 、Íb= ―Ia/ 。當(dāng)差流為0時，相應(yīng)高壓側(cè)ÍA 加入與低壓側(cè)Ia相位相反為180°的電流。高壓側(cè)ÍB應(yīng)加入與低壓側(cè)Ia相位相同為0°的電流，以補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)Íb的電流。

2）變壓器聯(lián)結(jié)組別為Y/d-1，低壓側(cè)電流如相量圖（1-5）所示：

低壓側(cè)表達(dá)式(4-a)為：IA

Ía=(Ia―Ic)/

Íb=(Ib―Ia)/ Íc Ía

Íc=(Ic―Ib)/

高壓側(cè)表達(dá)式(4-b)為：IC ÍbIB

ÍA=IA―I0、ÍB=IB―I0、ÍC= IC―I0

當(dāng)?shù)蛪簜?cè)加a相電流時，b、c相為0，根據(jù)(4-a)公式得出結(jié)論如下，Ía=Ia/ 、Íc= ―Ia/ 。當(dāng)差流為0時，相應(yīng)高壓側(cè)ÍA 加入與低壓側(cè)Ia相位相反為180°的電流。高壓側(cè)ÍC應(yīng)加入與低壓側(cè)Ia相位相同為0°的電流，以補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)Íc的電流。

對于YN,d接線而言，高壓側(cè)Y側(cè)中性點(diǎn)接地的變壓器，當(dāng)高壓側(cè)線路上發(fā)生接地故障時，高壓側(cè)Y型有零序電流流過，而由于變壓器低壓側(cè)繞組為d聯(lián)結(jié)，在變壓器的低壓側(cè)d接線外無零序電流輸出，兩側(cè)零序電流不能平衡。Y側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的變壓器縱差保護(hù)，通入各相差動元件的電流已是相應(yīng)兩相電流之差了，故已將零序電流濾去；d側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的變壓器縱差保護(hù)，應(yīng)對Y側(cè)的零序電流進(jìn)行補(bǔ)償，其公式如下：

ÍA=ÍA―（ÍA+ÍB+ÍC）/3

ÍB=ÍB―（ÍA+ÍB+ÍC）/3

ÍC=ÍC―（ÍA+ÍB+ÍC）/3

南瑞變壓器縱差保護(hù)裝置中有一“消除零序”控制字，是為消除零序電流進(jìn)入差動元件設(shè)定的。當(dāng)控制字投入對縱差保護(hù)效驗(yàn)時，如加入IA相電流，ÍA =2IA/3，要達(dá)到啟動差值需加入1.5倍IA電流值，其它兩相同理。

變壓器的縱差保護(hù)并不是萬能的，它也有自己的保護(hù)死區(qū)。如變壓器Y側(cè)或側(cè)繞組發(fā)生開焊斷線故障，縱差保護(hù)均不會動作而主要依靠瓦斯保護(hù)或壓力保護(hù)。特別是對于YN,d接線的變壓器，無論是普通變壓器還是自耦變壓器，其YN側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的變壓器縱差保護(hù)已將零序短路電流濾去，導(dǎo)致縱差保護(hù)對內(nèi)部單相短路的靈敏度降低甚至據(jù)動，根本不反應(yīng)零序電流。

主要原因是YN側(cè)繞組發(fā)生單相短路時，在縱差保護(hù)中差動電流相位一致只是大小不相等，可看作是“穿越性”電流，所以有必要增設(shè)新的差動保護(hù)。此種差動保護(hù)稱之為零序差動保護(hù)，它只含有電路連接的變壓器部分繞組，不包含無電路連接的由鐵芯磁路耦合的其它繞組，勵磁涌流對零序差動保護(hù)來說純屬穿越性電流，從而徹底排除勵磁涌流的干擾。

目前國內(nèi)變電站的零序差動保護(hù)主要是用于自耦變壓器。差動保護(hù)電流是由自耦變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)及公共繞組的自產(chǎn)零序電流構(gòu)成，而后備零序保護(hù)有專用電流互感器，后備零序保護(hù)與零序差動保護(hù)無關(guān)，所以零序差動保護(hù)電流極性端考慮較簡單，其高壓側(cè)和中壓側(cè)電流互感器極性端是以朝母線側(cè)為準(zhǔn)，公共繞組側(cè)電流互感器極性端是以朝中性點(diǎn)為準(zhǔn)。

如圖（1-1）

平衡系數(shù)的計(jì)算公式如下：

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

KTA為需要計(jì)算平衡系數(shù)側(cè)的TA變比，KTA.max為變壓器零差用TA變比的最大值，KTA.min為變壓器零差用TA變比的最小值。計(jì)算方法以各側(cè)中TA變比為最小的一側(cè)為基準(zhǔn)，平衡系數(shù)為1，其它側(cè)放大；最大的平衡系數(shù)為4，補(bǔ)償時分別將各側(cè)零序電流與其對應(yīng)的平衡系數(shù)相乘。

差動電流和制動電流計(jì)算公式如下：

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

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

當(dāng)零序比率差動起動定值I0cdpd

I0d>I0cdpd I0r≤0.5In

I0d> K0bL[I0r-0.5In]+I0cdpd

當(dāng)零序比率差動起動定值I0cdpd>0.5In時，拐點(diǎn)電流自動設(shè)定為In，其動作方程為：

I0d>I0cdpd I0r≤In

I0d> K0bL[I0r-In]+I0cdpd

自耦變壓器零序差動動作圖形如下：

I0d為差動電流，I0r為制動電流，K0bL為比率制動系數(shù)，In為電流互感器二次額定電流

國外對于變電站內(nèi)變壓器高壓側(cè)為Y型接線的單相短路比較重視，都會采用此種保護(hù)，主要應(yīng)用于中性點(diǎn)直接接地或低阻抗接地的變壓器繞組，提供靈敏度較高的區(qū)內(nèi)接地故障保護(hù)。差動保護(hù)電流是由變壓器Y側(cè)開關(guān)相關(guān)繞組的自產(chǎn)零序電流之和和該側(cè)中性點(diǎn)外接零序電流構(gòu)成，而后備零序保護(hù)是與零序差動保護(hù)中中性點(diǎn)共一組電流互感器，造成保護(hù)電流極性端的矛盾。南瑞廠家是將相電流互感器的極性端朝母線側(cè)，中性點(diǎn)電流互感器極性端朝變壓器側(cè)，是為了滿足后備零序保護(hù)電流的極性，而當(dāng)此電流做零序差動量時，在程序中將其置反，從而解決中性點(diǎn)電流互感器極性問題。

如圖（2-2）

平衡系數(shù)的計(jì)算公式如下：

KPh01n= CTRn/ CTRNn

CTRn為各側(cè)的電流互感器變比，CTRNn為各側(cè)中性點(diǎn)零序電流互感器變比。

當(dāng)進(jìn)行一側(cè)零序差動保護(hù)平衡系數(shù)計(jì)算時，需將其它側(cè)進(jìn)行換算，如本側(cè)的平衡系數(shù)計(jì)算為KPh011= CTR1/ CTRN1另一側(cè)的平衡系數(shù)計(jì)算為KPh012= CTR2/ CTRN1；當(dāng)零序差動保護(hù)中不包括某側(cè)一組相電流互感器，則該組相電流互感器對于其他側(cè)的平衡系數(shù)為0。為了保證精度和零序差動保護(hù)性能，各平衡系數(shù)之間不應(yīng)相差8倍以上，否則裝置發(fā)出“平衡系數(shù)出錯”報警信號，同時裝置閉鎖。

差動電流和制動電流計(jì)算公式如下：

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

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

零序差動保護(hù)包括零序低值比率差動保護(hù)和零序高值比率差動保護(hù)

當(dāng)零序低值比率差動起動定值I0cdpd

I0d>I0cdpd I0r≤0.5In

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

當(dāng)零序低值比率差動起動定值I0cdpd>0.5In時，拐點(diǎn)電流自動設(shè)定為In，其動作方程為：

I0d>I0cdpd I0r≤In

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

當(dāng)零序高值比率差動起動定值I0cdpd>1.2In時，比率差動起動值取I0cdpd，可抗區(qū)外故障時電流互感器暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和，而在區(qū)內(nèi)接地故障且電流互感器飽和時能可靠正確快速動作，其動作方程如下：

I0d>1.2In

I0d>I0r

三相變壓器零序差動動作圖形如下：

I0d為差動電流，I0r為制動電流，K0bL為比率制動系數(shù)，In為本側(cè)外接零序電流互感器的二次額定電流

為了避免由于電流互感器暫態(tài)特性差異和電流互感器飽和造成區(qū)外三相短路故障時“錯誤的差動回路零序電流”對零序差動保護(hù)的影響，兩種變壓器均采用了正序電流制動的閉鎖判據(jù)。自耦變壓器差動保護(hù)裝置的原理是當(dāng)零序各側(cè)的零序電流大于其正序電流的B0倍時，認(rèn)為零序電流由故障造成。其表達(dá)式為：I0>B0*I1；三相變壓器保護(hù)裝置的原理是當(dāng)某側(cè)零序差動保護(hù)相關(guān)的自產(chǎn)零序電流小于其正序電流的B0倍時，認(rèn)為零序電流因電流互感器暫態(tài)特性差異或飽和引起，閉鎖保護(hù)，其表達(dá)式為：I0

自耦變壓器差動保護(hù)裝置對于TA斷線閉鎖是靠整定控制字選擇來決定的，而三相變壓器保護(hù)裝置則是靠中性點(diǎn)外接零序電流無流閉鎖判據(jù)來判斷的，其表達(dá)式為：I0WJ

這樣通過比較，我們可以較清楚看到零差保護(hù)，在三相變壓器保護(hù)與自耦變壓器保護(hù)中運(yùn)用的異同點(diǎn)，以及縱差保護(hù)在不同型號聯(lián)結(jié)組別的變壓器及保護(hù)中存在的差別，為我們今后的工作提供方便。

自此，上述中不足之處還希望大家諒解，同時希望廣大同行和專家學(xué)者能給予批評指正，謝謝!

參考書籍：南瑞變壓器保護(hù)系列技術(shù)說明書

零序電流范文第5篇

1、利用配電線路所設(shè)置的過電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)；

這種保護(hù)方式因利用所控制的線路斷路器，在不增設(shè)其他裝置就可以實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)功能，所以方便易行。但應(yīng)能滿足規(guī)范所要求的在發(fā)生故障時，斷路器切斷故障電流的允許時間。

2、利用零序電流來實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)；

依據(jù)基爾霍夫定律流入電路中任意節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和為零，所以三相電流的矢量和即零序電流I0=︱IA︱+︱IB︱+︱IC︱在三相負(fù)荷完全平衡時（假定無接地故障，不考慮線路及電器設(shè)備的正常泄漏電流）I0=0.當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時I0=IN，此時零序電流為不平衡電流IN.當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時必然要產(chǎn)生一個單相接地故障電流Id，此時的零序電流

I0=IN+Id是三相不平衡電流與單相接地故障電流的矢量和。所以利用零序電流來實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)時其動作電流應(yīng)大于三相不平衡電流。

3、利用剩余電流實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)；

配電線路在沒有發(fā)生接地故障時，三相負(fù)荷電流與中性線電流的矢量和無論三相負(fù)荷電流平衡與否它們的電流均為零，即∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣=0.當(dāng)某一相發(fā)生單相接地故障時，故障電流通過保護(hù)線PE與大地構(gòu)成通路，所以此時∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣≠0.此時的電流應(yīng)為接地故障電流加上配電線路及電器設(shè)備的正常泄漏電流，我們稱此電流為剩余電流。由此分析可知利用剩余電流來實(shí)現(xiàn)接地故障保護(hù)時其動作電流應(yīng)為剩余電流。

零序電流保護(hù)一般適用與TN接地系統(tǒng)。在發(fā)生某一相單相接地故障時，對于TN-S系統(tǒng)其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；對于TN-C系統(tǒng)其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；對于TN-C-S系統(tǒng)其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.所發(fā)生的單相接地故障電流Id=220/ZS，明顯地大于無故障時的三相不平衡電流。如果其動作電流整定值合適，在發(fā)生接地故障時能躲過不平衡電流，檢測出發(fā)生接地故障時的零序電流就能實(shí)現(xiàn)其對接地故障地保護(hù)。對于TT系統(tǒng)；因三相不平衡電流較大，在發(fā)生某相接地故障時其回路阻抗應(yīng)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及接觸阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障電流Id=220/ZS.由于RA+RB＞Z1+ZPE+Zf，并且RA+RB數(shù)值一般較大，故TT系統(tǒng)在故障回路阻抗大，所發(fā)生的單相接地故障電流Id遠(yuǎn)小于不平衡電流，很難檢測出故障電流，所以零序電流保護(hù)不適用于TT接地系統(tǒng)。

從利用剩余電流來完成接地故障保護(hù)的原理分析可知它保護(hù)動作整定電流可以從mA級到A級，有相當(dāng)高的動作靈敏度。對于TN、TT、IT接地系統(tǒng)均可以運(yùn)用。但不適用于TN系統(tǒng)中TN—C接地系統(tǒng)。在TN–C接地系統(tǒng)中保護(hù)線PE和中性線N是合為一根PEN線，在正常工作時PEN線要流過三相不平衡電流，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時所發(fā)生的故障電流也要從PEN線流過，所以剩余電流保護(hù)裝置無法檢測出剩余電流。也就是說對于TN-C系統(tǒng)，剩余電流保護(hù)已無檢測剩余電流的功能。