提起零序電流互感器想必大部分電氣設(shè)計(jì)人員都非常熟悉了。但是如果說到零序電流互感器的選型方法，可能很多電氣設(shè)計(jì)人員都是云里霧里，甚至還有一些電氣設(shè)計(jì)人員是一問三不知的。我們都知道零序電流互感器為一種線路故障電流監(jiān)測(cè)器。一般只有一個(gè)鐵芯與二次繞組，使用時(shí)，將一次三芯電纜穿過互感器的鐵芯窗孔，二次通過引線接至專用的繼電器，再由繼電器的輸出端接到信號(hào)裝置或報(bào)警系統(tǒng)。在10kV饋線開關(guān)柜中的位于開關(guān)內(nèi)側(cè)的電流互感器，視接線方式一般分為兩相或三相。那么問題來了，零序電流互感器怎么選型？從哪方面入手呢？下面本文就給大家詳細(xì)地講一講，看完文章希望能給廣大電氣設(shè)計(jì)人員一些參考。

? 01 零序電流互感器的特性：

◆ 零序電流互感器是用來檢測(cè)零序電流的，它的構(gòu)造與普通穿心式電流互感器相仿，只是它的一次繞組是被保護(hù)系統(tǒng)的三個(gè)相的導(dǎo)線（三相的導(dǎo)線一起穿過互感器環(huán)形鐵心），二次繞組反應(yīng)一次系統(tǒng)的零序電流。

◆ 在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中，零序電流互感器與接地繼電器等構(gòu)成單相接地保護(hù)裝置。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過零序電流互感器一次側(cè)三相電流的矢量和為零，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，鐵心中出現(xiàn)零序磁通，該磁通在二次繞組感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，二次電流流過接地繼電器使之動(dòng)作。

◆ 零序電流互感器在電力系統(tǒng)產(chǎn)生零序接地電流時(shí)與繼電器保護(hù)裝置或信號(hào)裝置配合使用。使裝置元件動(dòng)作實(shí)現(xiàn)保護(hù)或監(jiān)控功能。

? 02 零序電流互感器的分類：

◆ 按安裝方式分：整體式和開合式。

◆ 按結(jié)構(gòu)形式分：母線式和電纜式。

◆ 按配合保護(hù)分：小電流接地選線裝置用、繼電器用、微機(jī)保護(hù)用。

? 03 零序電流互感器的選型方法：

（1）安裝方式

從檢修和安裝方面考慮，盡量選用開合式的零序電流互感器。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面

根據(jù)實(shí)際用途相應(yīng)選用。一般大部分使用的都是電纜式，極少數(shù)場(chǎng)合使用分母線式，例如發(fā)電機(jī)出口的零序保護(hù)。

（3）配合保護(hù)方面

◆ 根據(jù)配合使用的保護(hù)裝置相應(yīng)選用。根據(jù)保護(hù)裝置的不同，分為以下幾種：

1） 與小電流接地選線裝置本身沒有整定值，零序電流只是裝置的判據(jù)之一，要求零序電流互感器在一次接地電流較小時(shí)，和非金屬性接地時(shí)，零序電流互感器要有一定的輸出，來滿足裝置啟動(dòng)，進(jìn)行接地選線或進(jìn)行相應(yīng)的線路跳閘。

裝置本身的負(fù)載阻抗并不大，但需要通過電纜將各個(gè)零序電流互感器與裝置連接起來，所以電纜的阻抗就是零序電流互感器的主要負(fù)載阻抗，這種零序電流互感器的負(fù)載阻抗一般為2.5Ω左右。

這種零序電流互感器一般可選用無變比型，一次零序電流1～40A，二次電流0.02～1A左右。

2）與DD11/60型接地繼電器配套使用的零序電流互感器

DD11/60型接地繼電器線圈并聯(lián)阻抗為10Ω，其動(dòng)作整定電流為0.03A；這種零序電流互感器一般可選用無變比型，一次零序電流2～4A，二次電流0.03～0.06A左右。

3）與DL11/0.2型電流繼電器配套使用的零序電流互感器

DL11/0.2型電流繼電器線圈并聯(lián)阻抗為10Ω，其動(dòng)作整定電流為0.1A；這種零序電流互感器一般可選用無變比型，一次零序電流10A，二次電流0.2A左右。

4） 與微機(jī)保護(hù)裝置配套使用的零序電流互感器

微機(jī)保護(hù)裝置阻抗一般不超過0.2～0.4Ω，其零序過流保護(hù)二次動(dòng)作的整定值為0.1～20A，這種零序電流互感器一般選用帶變比、容量、準(zhǔn)確級(jí)要求的。

（4）零序電流互感器變比的選擇

零序電流互感器的應(yīng)用一般都選用較小變比，常用的如：50/5、75/5、100/5、150/5、200/5、300/5；20/1、50/1、100/1、50/1、00/1、300/1，因?yàn)橹挥邪l(fā)生一次接地故障時(shí)，零序電流互感器才有輸出。

可是由于一次繞組是電力電纜，只有一匝，這樣，50/5、20/1的零序電流互感器的二次額定匝數(shù)很少，小電流比的零序電流互感器的負(fù)荷特性較差，實(shí)際負(fù)載阻抗和零序電流的容量不一致時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，而且在低于額定電流時(shí)誤差出會(huì)加大，所以在允許的情況下盡量選用大一些的變比。

1）已有保護(hù)整定值時(shí)的變比選擇

如果值是一次電流80A時(shí)保護(hù)動(dòng)作，可選100/5或100/1A，其對(duì)應(yīng)的零序二次電流值為4A或0.8A，在零序過流保護(hù)二次動(dòng)作的整定值為0.1～20A之內(nèi)。

2）電阻接地系統(tǒng)（小電流接地系統(tǒng)，一般用于66kV）及以下）變比的選擇

電阻接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，流過故障點(diǎn)的電流由兩個(gè)分量組成，一個(gè)是電容電流，另一個(gè)是中性點(diǎn)電阻電流，兩者相差90度.故障回路的零序電流等于接地點(diǎn)電流與本線路接地電容電流向量差,即等于所有非故障線路接地電容電流與電阻電流向量和的負(fù)值。

3）中性點(diǎn)不接地和消弧線圈接地系統(tǒng)（小電流接地系統(tǒng)，一般用于66kV及以下）用零序電流互感器變比選擇

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，流過故障點(diǎn)的電流僅為電網(wǎng)對(duì)地的電容電流。這種系統(tǒng)接地電流較大時(shí)或保護(hù)最小啟動(dòng)電流較小時(shí)，可選用大變比的零序電流互感器，如50/1、100/1、100/5、150/5A及以上?？墒怯械闹行渣c(diǎn)不接地系統(tǒng)一般不允許接地電流超過10A，所以10A以下保護(hù)就要?jiǎng)幼鳌?/p>

消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地時(shí)，由于消弧線圈產(chǎn)生的電感電流和單相接地的電容電流的中和后，一般也不會(huì)有超過10A的接地電流（一般都是過補(bǔ)償，實(shí)際接地電流已是電感電流），由于使用了綜合保護(hù)，就要求有整定值（不用綜合保護(hù)的有時(shí)用高靈敏度零序電流互感器，和與其配套的繼電器），一般定值不大于10A，如整定值一次電流為5A，可考慮100/5或20/1A，一次電流5A時(shí)，二次電流0.25A，一般已超過綜合保護(hù)的啟動(dòng)電流。

如綜合保護(hù)最小啟動(dòng)電流大于0.25A，選用75/5、50/5，15/1、10/1的變比，這些變比的零序電流互感器最好選用整體式的，否則精度達(dá)不到要求。

4）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（大電流接地系統(tǒng)，一般用于110kV及以上）變比和選擇

中性點(diǎn)接地系統(tǒng)單相接地就是單相短路，變比可以選大一些，如150/5、150/1以上的變比，不要太小，否則躲不過不平衡電流。注意電纜的零線不要穿過零序電流互感器。

（5）零序電流互感器二次額定電流的選擇

◆ 二次額定電流一般有5A、1A，考慮到零序電流互感器一般都是小變比，所以盡量選用1A的來提高帶負(fù)載能力。但是有些綜合保護(hù)設(shè)定1A或5A時(shí)是用菜單選擇，這時(shí)零序電流互感器的二次額定電流就要服從主電流互感器二次額定電流值。

（6）容量的選擇

容量要與保護(hù)裝置阻抗（含電纜阻抗）匹配，才能保證其精度。

1） 容量與二次阻抗的關(guān)系：Z=S/I2 或S=I2×Z

式中:S—容量(額定負(fù)荷)用VA表示

I—二次額定電流,(5A或1A)用A表示

Z—二次所接儀器或繼電器的阻抗和二次聯(lián)結(jié)線路阻抗之和，用Ω表示

2）精度與容量（額定負(fù)荷）的關(guān)系

零序電流互感器用于單相接地保護(hù)，精度按照準(zhǔn)確級(jí)來選擇， 一般選用10P級(jí)，由于互感器的一次電流較小，不易滿足準(zhǔn)確級(jí)要求，如果是開合式的就更難控制誤差；準(zhǔn)確限值系數(shù)一般用5，10，有的用戶要求10P20，10P30是不可能滿足的。

所選零序電流互感器的容量要與二次回路（裝置及回路）阻抗匹配，才能達(dá)到誤差要求，如所選容量比實(shí)際大時(shí)零序電流互感器在使用時(shí)將出現(xiàn)正誤差，反之則出現(xiàn)負(fù)誤差。

3）與綜合保護(hù)等電子型保護(hù)配套的零序電流互感器容量

這種保護(hù)如就地安裝（開關(guān)柜上），回路阻抗可以不計(jì)，一般在0.2～0.4Ω。二次額定電流5A的零序互感器選5VA，二次額定電流1A的零序電流互感器0.2～0.4VA。如電纜連接回路較長(zhǎng)，要考慮回路阻抗，加大容量。

（7）零序電流互感器內(nèi)徑選擇

高壓電力電纜一般為交聯(lián)聚乙烯護(hù)套電力電纜，在選擇零序電流互感器內(nèi)徑時(shí)。在求互感器內(nèi)徑大于電纜外徑20～30mm，以方便安裝和檢修。

◆ 參考數(shù)據(jù)見下表：