关于中压开关柜中零序电流互感器的选择

[摘要]本文简要介绍了开关设备中的零序电流互感器并分析了其特性. 初步探讨如何选择合适的零序电流互感器以达到最佳效果.

[关键词]零序电流互感器；开关柜；小电流接地线选择装置；转化率容量

CLC编号: TD327.3文档标识代码: A物品编号: 1009-914X（2013）11-0312-01

简介:

在中压电力系统项目中，开关设备设计人员经常遇到支持选择零序电流互感器的问题. 不同的零序电流互感器具有不同的特性，其应用环境也不同. 在开关设备设计中如何合理选择零序电流互感器已成为开关设备设计人员经常遇到的问题.

1. 零序电流互感器的特点

零序电流互感器用于检测零序电流，因此可以称为零序电流滤波器. 它的结构与普通的直通式电流互感器相似，不同之处在于其初级绕组是受保护系统的三相线（三相线一起穿过变压器的变压器铁心），而次级绕组起反应. 一次系统的零序电流. 在中性点未直接接地的系统中，零序电流互感器和接地继电器构成单相接地保护装置. 当系统正常运行时，通过零序电流互感器的一次侧三相电流的矢量和为零，即Ia + Ib + Ic =0. 这时零序互感器的符号，零序电流互感器处于非工作状态. 当发生单相接地故障（例如A相接地）时，Ia + Ib + Ic = 3Ioc，而3Ioc是B相和C相的相接地电容电流的矢量和. ，零序磁通量出现在铁芯中，磁通量在次级绕组中感应出电动势，并且次级电流流经接地继电器使其起作用. 开关柜中的零序电流互感器与继电保护装置或信号装置配合使用，使装置的各部件起到保护或监视的作用.

2. 零序电流互感器的分类

零序电流互感器分为不同类别. 根据安装方式的不同，可以分为一体式和开合式两种. 根据结构，它可以分为两种: 分支总线型和电缆型. 根据保护方式的不同，可分为小电流接地选线装置，继电器和微机三大保护类别.

应根据不同的使用要求选择不同的零序电流互感器. 从维护和安装的角度来看，最好选择LJK和LXK开闭式零序电流互感器. 修理和更换电缆头时，必须重新生产一体式零序电流互感器，不建议这样做. 根据实际使用情况，一般使用电缆式零序电流互感器.

3. 零序电流互感器与保护装置的配合

零序电流互感器可以与不同的保护装置配合使用.

（1）与小电流接地线选择装置一起使用

小电流接地线选择设备本身没有设置值，零序电流只是该设备的标准之一. 当零序电流互感器要求具有低的初级接地电流和非金属接地时，零序电流互感器还需要一定的输出来满足设备启动的阈值，以执行接地选择和相应的线路旅行. 设备本身的负载阻抗并不大，但是每个零序电流互感器都需要通过电缆连接到设备. 因此，电缆的阻抗是零序电流互感器的主要负载阻抗. 这种零序电流互感器的负载阻抗通常约为2.5Ω. 通过这种合作，可以将零序电流互感器选择为非可变比率类型. 初级零序电流为1-40A，次级电流约为0.02-1A.

（2）与DD11 / 60型接地继电器一起使用

DD11 / 60型接地继电器线圈的并联阻抗为10Ω，其作用设定值为0.03A. 通过这种合作，可以将零序电流互感器选择为非可变比率类型. 初级零序电流为2至4A，次级电流约为0.03至0.06A.

（3）与计算机保护设备一起使用

微机保护装置的阻抗一般不超过0.2〜0.4Ω，零序过流保护二次动作的设定值为0.1〜20A. 这种零序电流互感器可以按比例，容量和精度要求可变的形式使用.

4. 零序电流互感器变压比的选择

零序电流互感器的应用通常会选择较小的变压比零序互感器的符号，常用的有: 50 / 5、75 / 5、100 / 5、150 / 5、200 / 5、10 / 1、20 / 1， 50/1，60/1，100/1，150/1，200/1. 由于零序电流互感器仅在发生接地故障时才有输出，因此当接地电流较大时，用户将不允许保护功能运行. 但是，由于初级绕组是电源线，因此只有一匝，因此50 / 5、10 / 1零序电流互感器的次级额定匝数仅为10匝，因此50 / 5、10 / 1个零序电流互感器负载特性很差. 当实际负载阻抗和零序电流互感器的容量不一致时，会出刚.

（1）有保护设定值时的变比选择

当保护设置可用时，更容易选择零序电流互感器的变压比. 例如: 当初级电流为80A时，将保护设备的设置设置为保护动作. 可以选择100/5或100/1. 相应的零序次级电流值为4A或0.8A. 操作的设定值在0.1〜20A之内.

（2）电阻接地系统（小电流接地系统）的变比选择

当电阻接地系统的单相接地时，流经故障点的电流由两部分组成，一个是电容器电流，另一个是中性点电阻电流，两者之差为90°. 故障回路的零序电流等于该点的接地点电流和接地电容电流之间的矢量差，即所有非接地电阻的接地电容电流和电阻电流矢量和的负值. -断层线. 在此系统中，建议使用零序电流互感器，其变压比为50 / 1、100 / 1、150 / 1、200 / 1、100 / 5和200/5.

架空线电容电流的计算公式为: Ic =（2.7〜3.3）×U×L×10-3（A）

在公式中: U-电网的额定电压（kV）

L-线长（公里）

系数2.7适用于不带电涌放电器线（木极线）的线. 当使用避雷器线路的线路金属塔时，因数3.3适用于变电站的电力设备引起的电容电流的增加.

由于三芯电缆的电容电流是相同长度的架空线的25倍，因此单芯电缆的电容电流是相同长度的架空线的50倍. 因此，Ic = 0.1×U×L（A）的公式可用于近似计算.

（3）中性点不接地和消弧线圈接地系统变压比的选择

在中性点不接地系统中发生单相接地时，流经故障点的电流仅是电网接地的电容性电流. 当系统接地电流较大或最小保护启动电流较小时，可以选择变比较大的零序电流互感器，如50 / 1、100 / 1、100 / 5、150 / 5，以上. 但是在正常情况下，中性点不接地系统不允许接地电流超过10A，也就是说，当接地电流超过10A时，保护功能将起作用. 当在消弧线圈接地系统中发生单相接地时，在消弧线圈产生的感应电流和单相接地电容器电流抵消之后，接地电流通常不超过10A. 使用全面保护需要设置值，通常≤10A. 如果设置电流为5A，请考虑使用零序电流互感器，其变压比为100/5或20/1. 当初级电流达到5A时，次级电流为0.25A，通常超过综合保护的启动电流. . 如果综合保护的最小启动电流大于0.25A，则只能使用变比为75 / 5、50 / 5、15 / 1、10 / 1的零序电流互感器. 该系统中的零序电流互感器应为整数型，否则精度会变差.

（4）选择中性比直接接地系统变压比

中性点接地系统的单相接地是单相短路. 因此，零序电流互感器的变压比应较大，例如150 / 5、150 / 1及以上的变压比. 如果变压比太小，则不能避免不平衡电流. 在安装此系统时，应特别注意电缆的零线不能穿过零序电流互感器.

5. 零序电流互感器二次额定电流的选择

在GB1208-2006中，电流互感器的二次额定电流为1A和5A. 零序电流互感器的比例通常较小，因此应尽可能使用1A电流以提高负载能力. 但是，某些综合保护设置为1A或5A，可通过菜单进行选择. 此时，零序电流互感器的次级额定电流将服从主电流互感器的次级额定电流.

6. 容量选择

零序电流互感器的容量必须与保护装置的阻抗（包括电缆的阻抗）相匹配，以确保其准确性.

（1）容量与次级阻抗之间的关系

公式: Z = S / I2或S = Z×I2

在公式中: S-容量（额定负载），单位为“ VA”.

I-次级额定电流，单位“ A”（仅1A或5A）

Z-连接到次级的保护元件的阻抗与次级连接线的阻抗之和，单位为“Ω”.

例如，如果变比为100/5，容量为5VA，则Z = S / I2 = 5/52 =0.2Ω

（2）零序电流互感器的容量与综合保护等电子保护装置相匹配

如果保护设备安装在本地（即安装在开关设备上），则环路阻抗通常为0.2Ω〜0.4Ω，可以忽略不计. 次级额定电流为5A的零序变压器选择为5VA，次级额定电流为1A的零序电流互感器选择为0.2VA至0.4VA. 如果电缆连接电路较长（即保护装置安装在控制室中），则必须考虑电路阻抗以增加容量.

7. 结论

根据上述分析方法，通过产品安装方法，结构形式，协调保护等方面结合电力系统的各种运行方式，选择了相应的零序电流互感器. 设备的最佳协调在保护电气设备方面发挥着作用. 在实际选择中，应尽量使用树脂铸件，外形美观，安装简便，节省空间. 应该认真权衡不同零序电流互感器的信噪比，以进一步降低开关柜的设计成本，提高开关柜的市场竞争力.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-224605-1.html