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零序电流互感器

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  • 发布时间:2013/12/2 14:55:20
  • 作者:量值溯源

零序电流传感器概述

  三相电路不对称时,电流均可分解为正序、负序电流和零序电流。正序指正常相序的三相交流电(即A、B、C三相空间差120°,相序为正常相序),负序指三相相序与正常相序相反,零序指A、B、C电流分解出来三个大小相同、相位相同的相量,零序电流互感器套在三芯电缆上,三相不平衡时外部就表现出零序电流。
  零序电流互感器一般是用来检测穿过这只互感器的主电路回路上的不平衡电流的,因为在穿过这只互感器的主回路线路上,电流是从电源端出来,经过互感器中的一条线路到用电设备,再由负载回来经过穿过互感器的其它线路再回到电源端,这个电流的大小,在经过互感器时应该是等量的,也就是大小相同,只是方向不同而已。因为大小相同而方向相反的电流在经过互感器一次侧时,不会在二次侧感应出电流来或者是电信号来(电磁感应由于其大小相同而方向相反,感应磁场相互抵消),所以在零序互感器上就没有信号输出。

零序电流互感器

零序电流互感器

零序电流传感器工作原理

  零序电流互感器的基本原理是基尔霍夫电流定律,即流入电路中任一节点的付电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于零,因此零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。当发生接地故障时,各相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,零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作,切换供电网络,执行相关保护措施,达到接地故障保护的目的。

零序电流产生条件

  1、 无论是纵向故障,还是横向故障,还是正常和异常时的不对称,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,就没有形成电流的根源,缺少第二个条件,就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题”。

零序电流传感器使用方法

  可在三相电路上各装一个电流互感器,或让三相导线一起穿过一零序电流互感器,也可在中性线N上安装一个零序电流互感器,利用其来检测三相的电流矢量和。利用这些电流互感器来检测三相的电流矢量和,即零序电流Io,IA+IB+IC=IO,当线路上所接的三相负荷完全平衡时(无接地故障,且不考虑线路、电器设备的泄漏电流),IO=0;当线路上所接的三相负荷不平衡,则IO=IN,此时的零序电流为不平衡电流IN;当某一相发生接地故障时,必然产生一个单相接地故障电流Id,此时检测到的零序电流IO=IN+Id,是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。

  零序电流互感器为一种线路故障监测器,一般儿只有一个铁芯与二次绕组,使用时,将一次三芯电缆穿过互感器的铁芯窗孔,二次通过引线接至专用的继电器,再由继电器的输出端接到信号装置或报警系统。在正常情况下,一次回路中三相电流基本平衡,其所产生合成磁通也近于零。在互感器的二次绕组中不感生电流,当一次线路中发生单相接地等故障时,一次回路中产生不平衡电流(意即零序电流),在二次绕组中感生微小的电流使继电器动作,发生信号。这个使继电器动作的电流很小(mA级),称作二次电流或零序电流互感器的灵敏度(也可用一次最小动作电流表示),为主要动作指标。