[科普中国]-零序电流保护

简介

利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。

可靠是对电力系统的根本要求之一，继电保护装置是电网安全可靠运行的重要保证，其可靠性对整个电网的可靠运行有着重大的影响。以往的继电保护可靠性研究主要针对保护系统软、硬件失效进行可靠性评估，建模和算法理论都基于固定的运行方式、不变的元件可靠性模型和参数，忽略系统实时运行条件的变化以及计算、测量等误差对元件停运概率的影响，与电网运行的相关性较小。

考虑继电保护实际运行环境对其的影响，利用保护的原理性进行可靠性分析，并对电网进行风险评估的研究正在兴起。根据继电保护装置的动作逻辑，利用Markov状态空间的理论，提出了计算继电保护系统正确切除故障的概率模型，利用实际统计数据进行的算例分析验证了模型的合理性1。

原理零序电流保护：中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度。但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。

特点零序电流保护的最大特点是：只反映接地故障，因为系统中的其他非接地短路故障不会产生零序电流，所以零序电流保护不受任何故障干扰2。

零序电流保护的瞬时拒动概率微机保护中的保护元件大致可分为欠量动作元件（如距离元件）和过量动作元件（如电流启动元件）两类，这些元件不论采用何种判据，总能根据定值找到一个动作的边界，并以此边界为参考，计算保护元件的失效概率。

零序电流保护瞬时误动概率电网中继电保护的定值是在离线状态下根据电网的最大运行方式和最小运行方式计算的，在电网运行中基本保持不变，但是电网的运行方式是不断变化的，当电网处于某些特殊的运行方式时，电网中部分保护的定值可能不合理，进而导致保护误动。

过渡电阻的影响短路处相与相(或地)的接触往往经过一定的电阻(如外物电阻、电弧电阻、接地电阻等)，这种电阻通常称为“过渡电阻”。

对于电网系统，经过渡电阻接地故障时短路电流会变小，使零序各段保护的拒动概率变大，而误动概率减小。因此高阻故障会对零序电流的拒动和误动概率产生一定的影响，从而影响到系统的风险值3。