什么是零序電流

在正常的三相三線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相三線中接入一個電流互感器，這時感應(yīng)電流為零。當電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I(漏電電流，即零序電流）。三項電流的向量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。

如何檢測零序電流

當存在零序電流時，電流互感器二次線圈中就有一個感應(yīng)電流，此電流加于檢測部分的電子放大電路，與保護區(qū)裝置預(yù)定動作電流值相比較，若大于動作電流，則使靈敏繼電器動作，作用于執(zhí)行元件跳閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器。

圖1 零序電流互感器

零序電流的危害

零序電流是由三相不平衡帶來的，三相不平衡的危害非常多，下面列舉兩個三相不平衡的危害：

1、增加變壓器損耗

假設(shè)變壓器的三相損耗分別為：Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負荷相電流，R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達式如下： 

Qa+Qb+Qc≥3√〔（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）〕

由此可知，變壓器的在負荷不變的情況下，當Ia=Ib=Ic時，即三相負荷達到平衡時，變壓器的損耗最小。當存在零序電流時，三相負荷不平衡，增大變壓器損耗。而當不平衡嚴重時，變壓器損耗過大，會加速變壓器的老化甚至燒毀。

2、增加高壓線路的損耗

設(shè)高壓線路每相的電流為I，其功率損耗為： ΔP1 = 3I2R，在最大不平衡時，高壓對應(yīng)相為1.5I，另外兩相都為0.75 I，功率損耗為：

ΔP2 = 2（0.75I）2R+（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）

即高壓線路上電能損耗增加12.5%。

零序保護

在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電氣量（比如零序電流）構(gòu)成保護接地短路的繼電保護裝置統(tǒng)稱為零序保護。

當人體觸電或者其他漏電情況下：三根線的向量和不為零，零序電流互感器有零序電流，一旦達到設(shè)定值，則保護動作跳閘。

智能變電站零序保護試驗測試

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圖2 保護裝置測試