在三相四線電路中,三相電流的相量和等于零,即Ia Ib IC=0。如果在三相四線中接入一個電流互感器,這時感應電流為零。當電路中發生觸電或漏電故障時,回路中有漏電電流流過,這時穿過互感器的三相電流相量和不等零,其相量和為:Ia Ib Ic=I(漏電電流)。中科節電節能節電節能環保。
這樣互感器二次線圈中就有一個感應電壓,此電壓加于檢測部分的電子放大電路,與保護區裝置預定動作電流值相比較,如大于動作電流,即使靈敏繼電器動作,作用于執行元件掉閘。這裡所接的互感器稱為零序電流互感器,三相電流的相量和不等于零,所産生的電流即為零序電流。
零序電流産生的原因
在三相四線電路中,三相電流的相量和等于零,即Ia Ib IC=0。如果在三相四線中接入一個電流互感器,這時感應電流為零。當電路中發生觸電或漏電故障時,回路中有漏電電流流過,這時穿過互感器的三相電流相量和不等零,其相量和為:Ia Ib Ic=I(漏電電流)。中科節電節能節電節能環保。
這樣互感器二次線圈中就有一個感應電壓,此電壓加于檢測部分的電子放大電路,與保護區裝置預定動作電流值相比較,如大于動作電流,即使靈敏繼電器動作,作用于執行元件掉閘。這裡所接的互感器稱為零序電流互感器,三相電流的相量和不等于零,所産生的電流即為零序電流。
産生零序電流的條件:無論是縱向故障、還是橫向故障、還是正常時和異常時的不對稱,隻要有零序電壓的産生;零序電流有通路。
正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、電流出現不對稱現象時,把三相的不對稱分量分解成對稱分量及同向的零序分量。隻要是三相系統,就能分解出上述三個分量。對于理想的電力系統,由于三相對稱,因此負序和零序分量的數值都為零。當系統出現故障時,三相變得不對稱了,這時就能分解出有幅值的負序和零序分量度了,因此通過檢測這兩個不應正常出現的分量,就可以知道系統出了毛病。
零序電流的危害
一、對配電變壓器的影響
(1)三相負荷不平衡将增加變壓器的損耗:
變壓器的損耗包括空載損耗和負荷損耗。正常情況下變壓器運行電壓基本不變,即空載損耗是一個恒量。而負荷損耗則随變壓器運行負荷的變化而變化,且與負荷電流的平方成正比。當三相負荷不平衡運行時,變壓器的負荷損耗可看成三隻單相變壓器的負荷損耗之和。
從數學定理中我們知道:假設a、b、c 3個數都大于或等于零,那麼a b c≥3√abc 。
當a=b=c時,代數和a b c取得最小值:a b c=3√abc 。
因此我們可以假設變壓器的三相損耗分别為:Qa=Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R,式中Ia、Ib、Ic分别為變壓器二次負荷相電流,R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達式如下:
Qa Qb Qc≥3√〔(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)〕
由此可知,變壓器的在負荷不變的情況下,當Ia=Ib=Ic時,即三相負荷達到平衡時,變壓器的損耗最小。
則變壓器損耗:
當變壓器三相平衡運行時,即Ia=Ib=Ic=I時,Qa Qb Qc=3I2R;
當變壓器運行在最大不平衡時,即Ia=3I,Ib=Ic=0時,Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);
即最大不平衡時的變損是平衡時的3倍。
(2)三相負荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴重後果:
上述不平衡時重負荷相電流過大(增為3倍),超載過多,可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱,絕緣老化加快;變壓器油過熱,引起油質劣化,迅速降低變壓器的絕緣性能,減少變壓器壽命(溫度每升高8℃,使用年限将減少一半),甚至燒毀繞組。
(3)三相負荷不平衡運行會造成變壓器零序電流過大,局部金屬件溫升增高:
在三相負荷不平衡運行下的變壓器,必然會産生零序電流,而變壓器内部零序電流的存在,會在鐵芯中産生零序磁通,這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構件中構成回路。但配電變壓器設計時不考慮這些金屬構件為導磁部件,則由此引起的磁滞和渦流損耗使這些部件發熱,緻使變壓器局部金屬件溫度異常升高,嚴重時将導緻變壓器運行事故。
二、對高壓線路的影響
(1)增加高壓線路損耗:
低壓側三相負荷平衡時,6~10k V高壓側也平衡,設高壓線路每相的電流為I,其功率損耗為: ΔP1 = 3I2R
低壓電網三相負荷不平衡将反映到高壓側,在最大不平衡時,高壓對應相為1.5I,另外兩相都為0.75 I,功率損耗為:
ΔP2 = 2(0.75I)2R (1.5I)2R = 3.375I2R =1.125(3I2R);
即高壓線路上電能損耗增加12.5%。
(2)增加高壓線路跳閘次數、降低開關設備使用壽命:
我們知道高壓線路過流故障占相當比例,其原因是電流過大。低壓電網三相負荷不平衡可能引起高壓某相電流過大,從而引起高壓線路過流跳閘停電,引發大面積停電事故,同時變電站的開關設備頻繁跳閘将降低使用壽命。
三、對配電屏和低壓線路的影響
(1)三相負荷不平衡将增加線路損耗:
三相四線制供電線路,把負荷平均分配到三相上,設每相的電流為I,中性線電流為零,其功率損耗為: ΔP1 = 3I2R
在最大不平衡時,即某相為3I,另外兩相為零,中性線電流也為3I,功率損耗為:
ΔP2 = 2(3I)2R = 18I2R = 6(3I2R);
即最大不平衡時的電能損耗是平衡時的6倍,換句話說,若最大不平衡時每月損失1200 kWh,則平衡時隻損失200 kWh,由此可知調整三相負荷的降損潛力。
(2)三相負荷不平衡可能造成燒斷線路、燒毀開關設備的嚴重後果:
上述不平衡時重負荷相電流過大(增為3倍),超載過多。由于發熱量Q=0.24I2Rt,電流增為3倍,則發熱量增為9倍,可能造成該相導線溫度直線上升,以緻燒斷。且由于中性線導線截面一般應是相線截面的50%,但在選擇時,有的往往偏小,加上接頭質量不好,使導線電阻增大。中性線燒斷的幾率更高。
同理在配電屏上,造成開關重負荷相燒壞、接觸器重負荷相燒壞,因而整機損壞等嚴重後果。
四、 對供電企業的影響
供電企業直管到戶,低壓電網損耗大,将降低供電企業的經濟效益,甚至造成供電企業虧損經營。農電工承包台區線損,線損高農電工獎金被扣發,甚至連工資也得不到,必然影響農電工情緒,輕則工作消極,重則為了得到錢違法犯罪。
變壓器燒毀、線路燒斷、開關設備燒壞,一方面增大供電企業的供電成本,另一方面停電檢修、購貨更換造成長時間停電,少供電量,既降低供電企業的經濟效益,又影響供電企業的聲譽。
五、 對用戶的影響
三相負荷不平衡,一相或兩相畸重,必将增大線路中的電壓降,降低電能質量,影響用戶的電器使用。
變壓器燒毀、線路燒斷、開關設備燒壞,影響用戶供電,輕則帶來不便,重則造成較大的經濟損失,如停電造成養殖的動植物死亡,或不能按合同供貨被懲罰等。中性線燒斷還可能造成用戶大量低壓電器被燒毀。
監測零序電流的電表功能:
APM系列網絡電力儀表按IEC标準設計,具有全電量測量,電能統計,電能質量分析及網絡通訊等功能,主要用于對電網供電質量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計,當客戶需要增加開關量輸入輸出,模拟量輸入輸出,SD卡記錄,以太網通訊時,隻需在背部插入對應模塊即可。
應用範圍:
适用于電力系統、工礦企業、公用設施、智能大廈等需要電力監控的場合。
技術參數:
功能簡介:
外形尺寸:
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