零序電流互感器的工作原理分析

1、零序電流互感器的工作原理分析零序電流互感器又叫做剩余電流互感器、接地電流互感器或者漏電流互感器，通常使用于電力消防保護(hù)設(shè)備，當(dāng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生零序接地電流時(shí)與繼電保護(hù)裝置配套使用，事先保護(hù)或者監(jiān)控。零序電流互感器的基本原理是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線(xiàn)路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，Ia+Ib+Ic=0。因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，Ia+Ib+Ic=Io0,Io即是零序電流或者叫作漏電流、故障電流，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感

2、應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。零序互感器屬于電流互感器中的一種，在GB20840互感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里面沒(méi)有明確的對(duì)零序互感器做出規(guī)定，但是GB20840里面對(duì)保護(hù)用電流互感器是有定義的，它的定義是：為保護(hù)和控制裝置傳送信息信號(hào)的電流互感器。所以說(shuō)，從定義上看，零序互感器又屬于一種特殊的保護(hù)用電流互感器。那它是不是標(biāo)準(zhǔn)中的保護(hù)用電流互感器呢，顯然不完全是，他們是明顯的區(qū)別，下面我們就從幾方面來(lái)分辨下兩者之間的區(qū)別。首先是保護(hù)電流的范圍不一樣，GB20840中的保護(hù)用電流互感器的保護(hù)范圍是往上，它規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確限制系數(shù)ALF（見(jiàn)GB20840.2-201

3、4 5.6.202.1），通常是5、10、15、20、30，舉例：保護(hù)用電流互感器100A/5A，ALF=10，那么這個(gè)保護(hù)用電流互感器在100A*10=1000A時(shí)，互感器不能夠飽和，還能監(jiān)控系統(tǒng)中較為準(zhǔn)確的電流。而零序電流互感器是往下，零序電流通常是個(gè)很小的泄露電流，通常mA級(jí)別，這就要求互感器在很小的電流就能夠正常工作，這也是零序電流互感器的一個(gè)重要參數(shù)。即是零序電流互感器的靈敏度，不要零序電流都已經(jīng)很大了，而你的互感器由于靈敏度不夠還沒(méi)感應(yīng)到，那就要誤事了。這個(gè)靈敏度往往和互感器的磁芯材料有很大的關(guān)系，需要制作零序電流互感器的磁芯擁有較高的起始磁導(dǎo)率，能夠在很小的電流就能感應(yīng)到。而電流

4、互感器要求沒(méi)有零序電流互感器這么高。所以保護(hù)用電流互感器或者電流互感器測(cè)量一般都是往上測(cè)試，而零序電流互感器是往下測(cè)試。其次是準(zhǔn)確級(jí)，GB20840.2-2014互感器 第二部分：電流互感器的補(bǔ)充技術(shù)要求對(duì)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)有兩個(gè)，5P和10P，雖然準(zhǔn)確級(jí)要求不高。但是有一定的要求。而零序電流互感器呢，相對(duì)來(lái)說(shuō)要分情況，是完全保護(hù)呢，還是要兼顧監(jiān)控，如果完全是保護(hù)的話(huà)，完全沒(méi)有必要有準(zhǔn)確級(jí)，只要給他設(shè)立一個(gè)閾值，讓繼電器保護(hù)后面的系統(tǒng)即可。舉例：零序互感器，最低零序電流5mA要求工作，輸出信號(hào)100mV，那只要繼電器接收到100mV的信號(hào)，就默認(rèn)為前面產(chǎn)生了5mA的零序電流，立刻切斷線(xiàn)路

5、即可。而監(jiān)控則需要一定的準(zhǔn)確級(jí)，發(fā)生故障時(shí)，繼電器接收信號(hào)切斷線(xiàn)路的同時(shí)知道前面的零序電流到底有多大。當(dāng)然要起到監(jiān)控的作用，對(duì)零序互感器的要求就更高了，不論產(chǎn)品設(shè)計(jì)還是鐵芯的材質(zhì)或者制作工藝都有較高的要求，同時(shí)三者缺一不可。所以在準(zhǔn)確級(jí)上，電流互感器無(wú)論是保護(hù)或者測(cè)量都有準(zhǔn)確級(jí)的要求，而零序則要分情況。再?gòu)耐庑蝸?lái)說(shuō)下零序互感器和普通互感器的區(qū)別，一般零序互感器內(nèi)孔較普通互感器大，這也是互感器工作者第一眼分辨互感器的方法，因?yàn)榇蟛糠至阈蚧ジ衅骼锩嬉呷€(xiàn)，而普通互感器走單根。（見(jiàn)圖）零序互感器草圖 我公司零序互感器外形靈敏度是零序互感器的重要指標(biāo)，那么零序互感器有沒(méi)有其他重要指標(biāo)了呢，答案是，

6、還有。零序電流互感器還有個(gè)重要指標(biāo)叫作平衡特性。在GB 14048.2-2008低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2部分 斷路器 中有對(duì)平衡特性的要求，明確規(guī)定在使電路中流過(guò)的電流等于In和最大短路脫扣電流整定值的兩個(gè)值中的一個(gè)較小值時(shí)，在功率因數(shù)為0.5時(shí)，產(chǎn)品不應(yīng)脫扣。也就是說(shuō)零序互感器在Ia+Ib+Ic=Io=0的時(shí)候，二次不應(yīng)該產(chǎn)生輸出信號(hào)。否則會(huì)使繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)作。按道理說(shuō)零序互感器在三相平衡的時(shí)候，零序電流為0不應(yīng)該產(chǎn)生二次信號(hào)。但在實(shí)際情況中，有幾種情況會(huì)對(duì)零序互感器產(chǎn)生誤差。1、互感器磁芯磁導(dǎo)率不可能均勻分布，這個(gè)跟磁芯的燒制工藝（爐內(nèi)溫度、保護(hù)氣體均勻等）以及磁芯繞制工藝有關(guān)；（磁芯卷繞斷帶，為了消除這方面的影響，生產(chǎn)廠商會(huì)采用沖片磁芯，但這樣的代價(jià)是降低了磁芯的磁導(dǎo)率。）2、互感器線(xiàn)圈繞制工藝，環(huán)繞不可能完全的均勻繞制在磁芯上；3、一次導(dǎo)體不可能均勻的穿過(guò)零序互感器，產(chǎn)生傾斜，導(dǎo)致磁場(chǎng)發(fā)生變化；以上三種可能性都有可能造成零序互感器平衡特性較差。當(dāng)二次產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)越大，證明這個(gè)零序互感器的平衡特性越差。除了上面三種方法來(lái)控制平衡特性外，零序互感器還可以添加高磁導(dǎo)率做成的屏蔽罩來(lái)減小不平衡特性的影響，同時(shí)防止外界信號(hào)對(duì)零序互感器的影響?？梢哉f(shuō)零序互感器沒(méi)有絕對(duì)的平衡特性，所以一般客戶(hù)都會(huì)給一個(gè)平衡特性的閾值，方便廠家進(jìn)行測(cè)試生產(chǎn)。本文從