零序電流保護(hù)的原理
零序電流保護(hù)具體應(yīng)用可在三相線(xiàn)路上各裝一個(gè)電流互感器(CT),或讓三相導(dǎo)線(xiàn)一起穿過(guò)一零序CT,也可在中性線(xiàn)N上安裝一個(gè)零序CT,利用這些C.T來(lái)檢測(cè)三相的電流矢量和,即零序電流Io,IA+IB+IC=Io,當(dāng)線(xiàn)路上所接的三相負(fù)荷完全平衡時(shí)(無(wú)接地故障,且不考慮線(xiàn)路、電器設(shè)備的泄漏電流),Io=0;當(dāng)線(xiàn)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。
作用原理零序電流保護(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(xiàn)阻抗Z1,PE線(xiàn)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(xiàn)阻抗Z1,PEN線(xiàn)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(xiàn)阻抗Z1,PEN線(xiàn)阻抗ZPEN,PE線(xiàn)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(wú)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(xiàn)的三相三線(xiàn)配電線(xiàn)路。
當(dāng)單相接地時(shí),該故障線(xiàn)路上流過(guò)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(lái)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(xiàn)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(xiàn)阻抗Z1,PE線(xiàn)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D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(guò)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)→變壓器中性點(diǎn)流動(dòng),而不經(jīng)過(guò)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。
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