零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复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。当发生接地故障时的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，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。
作用 当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。
零序保护原理原理概述 零序电流保护具体应用可在三相线路上各装一个电流互感器（C.T），或让三相导线一起穿过一零序C.T，也可在中性线N上安装一个零序C.T，利用这些C.T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。 作用原理 零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。因为当发生一相接地时，对TN-S系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf，即Zs=Z1+ZPE+Zf；对于TN-C系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+Zf；对于TN-C-S系统，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PEN线阻抗ZPEN，PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf，产生的单相接地故障电流Id=220/ZS，明显大于无故障时的三相不平衡电流，只要整定合适，就可检测出发生接地故障时的零序电流，以切断故障回路。而对IT系统，一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。当单相接地时，该故障线路上流过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和，因而容易检测出接地故障电流，故可用零序电流保护装置来监察相对地第一次接地故障。TT接地系统常应用于工农业、民用建筑的照明、动力混合供电的三相四线配电系统中，常发现三相不平衡电流较大，当发生一相接地时，Id回路阻抗包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB，接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障电流Id=220/ZS，由于RA+RB>>Z1+ZPE+Zf，且RA+RB数值一般均较大，很明显TT系统的故障环路阻抗大，产生的单接故障电流Id，远远小于不平衡电流，很难检测出故障电流，故不适用于TT接地系统。
零序电流互感器的选择：
电源中性点不接地的供电系统，发生单相接地故障后，故障电流比较小，常规单相接地保护，零序电流互感器与接地继电器配合使用，产品说明书只标注一次侧与二次侧额定电流。一次侧额定电流有20A、40A与60A等几种，可根据本电压等级全系统的单相对地电容电流的3倍来选择。二次侧额定电流有0.1A、0.2A与0.5A几种，根据所选用的接地继电器来选择，采用数字式（微机）保护装置后，数字式（微机）保护装置单相接地保护的零序电流输入接口的最大电流一般为1A，所以零序电流互感器二次侧额定电流需要选0.5A。
在电源中性点通过串联电阻接地，或直接接地的供电系统，发生单相接地故障后，故障电流非常大，零序电流互感器的一次侧与二次侧电流都非常大；一次侧额定电流为20A、40A与60A，二次侧额定电流为0.1A、0.2A与0.5A的零序电流互感器就满足不了要求。就需要选用一次侧与二次侧额定电流都比较大的零序电流互感器。
现在零序电流互感器的规格，生产厂家的说明书也开始采用变比来表示。一次侧额定电流有20A、50A、70A、100A、150A、200A与300A等几种，二次侧额定电流有5A与1A等两种。设计时应以厂家的产品说明书为准。
对于电源中性点不接地的供电系统，上一级为35kV变电站一般可选20/1A或50/1A；上一级为110kV变电站一般可选50/1A或70/1A。
对于电源中性点通过串联电阻接地，或直接接地的供电系统，零序电流互感器的一次侧额定电流可按照负荷额定电流来选择，二次侧额定电流选5A，此时要求，数字式（微机）保护装置单相接地保护的零序电流输入接口的最大电流也为5A，
3精度问题
零序电流互感器用于单相接地保护，精度按照准确级来选择，照准确级用额定准确值一次电流下的最大复合误差的百比来标称，5P表示在额定准确值一次电流下的最大复合误差为5%，10P表示在额定准确值一次电流下的最大复合误差为10%。设计时可选5P或10P，容量可选5VA或10VA。
4 内径问题
由于三根相线都穿过零序电流互感器，所以对零序电流互感器的内径与电缆外径继续校验。参考数据见下表：
设计时应以厂家的产品说明书为准。
零序电流互感器按照安装方式不同，分为整体式（如LJ与LJZ）与开合式（如LXK）两种。如右下图所示，电缆需要整体穿过零序电流互感器。零序电流互感器安装在电缆头之前，所以电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器。如果选用整体式零序电流互感器，就需要在做电缆头之前把零序电流互感器安装好。如果选用开合式零序电流互感器，在电缆头做好之后，仍然可以安装零序电流互感器。所以一般选用开合式零序电流互感器方便于安装。有些零序电流互感器方形穿孔，此种设计可能是考虑到把电外皮剥掉后，再将三根带绝缘的相线穿过去，此时电缆头的接地线就不需要穿过零序电流互感器。零序电流互感器可以在电缆头做好之后在安装，但在做电缆头做之前，需要考虑好零序电流互感器的安装位置。110kV及以上电压等级变电站与220/380V供电系统为电源中性点直接接地系统，单相接地保护的零序电流互感器应安装在变压器中性线上。110kV及以上电压等级变电站单相接地保护的零序电流互感器的运行方式与整定由供电部门决定。220/380V供电系统单相接地保护的零序电流互感器安装在变压器中性线（PNE）上，变压器中性线（PNE）需要采用绝缘线，穿过零序电流互感器后再接地，接到后再分为中性线（N）与保护接地线（PE）。如果零序电流互感器只安装到中性线（N）上，与保护接地线（PE）发生单相接地故障，就无法进行单相接地保护。如果零序电流互感器只安装到保护接地线（PE）上，与电源中性线（N）发生单相接地故障，就无法进行单相接地保护，此时可以检测到剩余电流（漏电电流），起到剩余电流（漏电）保护作用。采用零序电流互感器的220/380V供电系统单相接地保护，可按照躲过最大不平衡电流来整定，动作时间应躲过出线单相接地保护的动作时间。
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