低压侧零序电流保护

低压侧零序电流保护 Prepared on 22 November 2020

低压侧中性线零序电流保护使用商榷

低压接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、电气设备损坏、线路损坏等事故。低压侧中性点直接接地的变压器，低压侧单相接地短路应选择下列保护方式，保护装置应带时限动作于跳闸。一、用高压侧的过电流保护：

高压侧过电流保护灵敏性符合要求时，对低压侧单相接地短路的保护作用。用于校验高压侧过电流保护灵敏性的低压侧短路电流，仅取变压器低压侧母线上的短路电流，也就仅能可靠地保护到变压器低压侧母线。距离变压器再远的低压侧，短路电流小至灵敏性不符合要求时，该处及以远线路处的接地故障就保护不到。高压侧的过电流保护，对低压侧接地短路的保护范围是有限的，并不能保护全低压系统。

二、低压侧中性线上的零序电流保护：

变压器低压侧中性线上所设置的零序电流保护的一次动作电流，应躲过正常运行时，变压器中性线上流过的最大不平衡电流。按国家标准GB1094-1-5《电力变压器》规定：应不超过变压器额定电流的25%。变压器低压侧低压配电回路一般较多，变压器低压侧中性线上的零序电流保护的一次动作电流整定值大，灵敏度低保护范围小；整定电流值小，

灵敏度高保护范围大。零序保护的一次动作电流整定值大，如仅保护低压母线，则与高压侧的过电流保护重复；整定电流小，保护可深入到个别配电线路不长回路的末端，但也未必能保护到截面远距离回路末端，也不能保证保护全低压系统；不论整定电流大小，选择性很差。低压系统中，只要有一回路的接地故障，变压器零序保护动作，使该变压器全部低压系统停电，扩大了停电范围，各回路全部停电，故障发生在哪一回路，一时难以确定，故障点查找困难，排除故障时间长。从保护分工的角度要求，各保护应对其后的设备、线路起保护作用，保护上下级的整定值、动作时限达到协调配合，才能达到保护可靠、有选择、速动的要求。有一些地区，中性点直接接地的变压器，变压器中性点引出两条母线，一条母线同相母线一同设至变压器低压总断路器，在低压屏底部接地并分设N母线和PE母线；另一条母线在变压器下就近直接接地，这样使单相接地故障电流将通过两条母线回流至变压器中性点，套在变压器中性线上的零序电流互感器中，未流过全部故障电流，零序电流互感器测得的故障电流不准确，保护动作也不可靠。中性点直接接地的变压器中性点不应直接就近接地，应同相母线一同敷设至变压器低压屏底接地。

三、低压侧断路器的三相电流保护：

在变压器低压侧设有各级低压断路器，变压器低压侧的总断路器，一般均选用较先进的带智能控制器的框架式断路器，智能控制器有过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地故障保护功能。低压各配电出线回

路还设有分回路断路器，大容量配电回路也会选用带智能控制器的框架式断路器。小配电出线回路会选用低压塑壳断路器，低压塑壳断路器一般带过载长延时和短路瞬时脱扣器。断路器的短路瞬时脱扣器、接地故障保护器都有接地故障保护功能。

框架式断路器的接地故障保护，是将变压器的低压侧中性线上的零序电流保护综合到框架式断路器中，其整定范围为额定电流的~倍可调。选择带接地故障保护的断路器，不必再在变压器低压侧中性线上另设零序电流保护。低压塑壳断路器虽然无专门接地故障保护，但是只要单相接地短路电流满足短路瞬时脱扣器的灵敏性要求时，低压断路器的短路瞬时脱扣器也有接地故障保护功能。大多数600A以下配电回路的接地故障保护，是由低压配电回路首端的塑壳断路器的瞬时脱扣器承担。

断路器的瞬时脱扣器的整定：

1．低压断路器瞬时电流脱扣器的整定电流，应大于等于配电回路尖峰电流（尖峰电流包括，启动电流最大的一台设备启动时的周期分量的非同期分量，其值为电动机起动电流的2倍）的倍。短路短延时过电流脱扣器的整定电流，应大于等于配电回路尖峰电流的倍。在回路内其它设备正常工作时，启动电流最大的一台设备启动时，断路器的瞬时电流脱扣器、短路短延时过电流脱扣器，均不应起动跳闸。

2．配电线路的短路保护应符合，GB50054-95《低压配电设计规范》第4.2.3条短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的倍的要求。

目前大部分配电变压器均采用三角形-星形接线变压器，该种接线变压器的单相接地短路电流，为三相短路电流的~倍之间。比星形-星形接线变压器的单相接地短路电流大~倍。三角形-星形接线变压器的单相接地电流，更容易达到低压断路器瞬时电流脱扣器的灵敏度要求，但在设计中仍应进行灵敏性校验计算。

从以上三种低压接地故障保护功能看，低压侧中性线上的零序电流保护，上与高压侧的过电流保护重复，下与低压侧断路器的三相电流保护重叠，低压侧中性线上的零序电流保护有选择性差、故障停电范围大、排除故障时间长等缺陷，所以不宜广泛采用。