1、关于零序保护的部分探究摘要：什么是零序保护？零序保护的意义是什么？本文简要介绍零序保护的特点、构成及现实中试用零序保护的情况。重点是介绍零序电流方向保护。 关键词：零序保护电流系统 中图分类号： S477+.3 文献标识码： A 文章编号： 引言 在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流、零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护（zero-sequence protection） 。 1 零序电流 在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即 Ia+Ib+IC=0。如果在三相四线中接入一个电流互感器，此时感应电流为零。当系统发生接地故障时，回
2、路中有不平衡电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不为零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=Io(零序电流）这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。 产生零序电流的两个条件: 1.无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称，只要有零序电压的产生； 2.零序电流有通路。 以上两个条件缺一不可。因为缺少第一个，就无源泉；缺少第二个，就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题。
3、 零序电流互感器 2 零序保护 三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路，但其灵敏度较低，保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足，这是因为： 系统正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电流和零序电压因此零序保护的动作电流可以整定得较小，这有利于提高其灵敏度；Y/接线降压变压器，侧以外的故障不会在 Y 侧反映出零序电流，所以零序保护的动作时限不必与该变压器后的线路保护相配合，从而取较短的动作时限。 3 零序电流保护 3.1 零序电流保护 大电流接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路，在正常运行和
4、系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以具有良好的灵敏度。但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。 3.2 零序电流保护的原理 零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零，即 I=0。在系统正常运行的情况下，各相电流的矢量和等于零（对零序电流保护假定不考虑不平衡电流） ，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出（零序电流保护时躲过不平衡电流） ，执行元件不动作。当发生接地故障时的各相
5、电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，瞬时跳开断路器，达到接地故障保护的目的。 采用三相重合闸或综合重合闸的线路，为防止在三相合闸过程中，三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态产生振荡时，零序电流保护误动作，常采用两个零序一段组成的四段式保护。 灵敏一段按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定。其动作电流小，保护范围大，但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。此时若其他相再发生故障，则必须等重合闸重合之后的后加速跳闸，导致跳闸时间变长，可能引起系统相邻线路越级跳闸，故增设一套不灵敏一段保护。
6、不灵敏一段按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定，其动作电流大，能躲开上述非全相情况下的零序电流，两者都是瞬时动作的。 3.3 零序保护的优点 结构及工作原理简单，试验维护简便，保护装置处于良好的状态，正确动作率高，保护范围比较稳定，受故障过渡电阻的影响较小，不受负荷电流的影响，灵敏度较高。 4 零序电流保护在运行中需注意以下问题： 4.1 当电流回路断线时，可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点，需要在运行中注意防止。就断线机率而言，它比距离保护电压回路断线的机率要小得多。 4.2 如果确有必要，还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作。 4.3 当电
7、力系统出现不对称运行时，也会出现零序电流，例如变压器三相参数不同所引起的不对称运行，单相重合闸过程中的两相运行，三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期，母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程，或断路器正常环网运行情况下，由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流，以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流。特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下，可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等，都可能使零序电流保护启动。 4.4 地理位置靠近的平行线路，当其中一条线路故障时，可能引起另一条线路出现感应零序电流，造成反分向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时，可以改用负序方向继电器，来防止零序方向继电器误判断。 4.5 由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压，回路断线不易被发现；当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时，也不易用较直观的模拟方法检查其方向的正确性，有可能造成保护拒动和误动。 参考文献： 电力系统继电保护原理与实用技术 电子系统继电保护实用技术问答中国电力出版社 2004.8 CST-200B 系列数字式变压器保护装置说明书北京四方有限公司
