0.4kV低压线路零序电流保护技术

时间：2023-06-17 理论教育版权反馈

【摘要】：零序电流保护接线示意图如图13-40所示。当二次侧发生单相接地时，中性线上流过零序电流。校验灵敏度低压相间短路保护动作灵敏度按式校验式中，Ksen为保护动作灵敏度；IK为单相短路电流，单位为A；Iop为保护动作电流，单位为A。

0.4kV低压线路零序电流保护技术

1.单相接地短路保护

（1）简介

对于电力用户常用的低压侧电压为400V双绕组降压变压器，除利用相间短路的过电流保护（或熔断器保护）作为低压侧单相接地保护外，还在变压器低压中性线上装设零序电流保护装置，作为变压器低压侧的单相接地保护。

零序电流保护接线示意图如图13-40所示。当二次侧发生单相接地时，中性线上流过零序电流。图13-40a为高压侧装有断路器，保护动作后跳开断路器；图13-40b为高压侧装设负荷开关，低压侧装设断路器，保护动作后跳开低压断路器，将故障切除。

图13-40 双绕组变压器零序过电流保护的原理接线

a）动作于高压侧断路器跳闸 b）动作于低压侧断路器跳闸

单相接地短路如图13-41所示。

（2）单相接地短路电流的计算

以W相接地，根据对称分量法原理，yn侧各相电流为

式中，、、为配电变压器低压侧电流，单位为A；、、为W相单相接地短路时，顺序、负序、零序电流，单位为A；为W相单相接地短路电流，单位为A；a为=-0.5+j0.866；a²为π=-0.5-j0.866。

解方程式（13-20）得

单相接地短路时，复合序网如图13-42所示。

图13-41 单相接地短路

图13-42 W相单相接地短路复合序网

从图13-42中得知：

式中，为W相单相接地短路电流，单位为A；U_ph为相电压，230V；ΣZ为短路回路阻抗，单位为Ω；R为配电变压器低压侧中性点接地电阻，一般为4Ω；ΣR₀、ΣR₁、ΣR₂为配电变压器低压侧单相接地短路回路的零序、顺序、负序电阻，单位为Ω；ΣX₀、ΣX₁、ΣX₂为配电变压器低压侧单相接地短路回路的零序、顺序、负序电抗，单位为Ω。

通常情况下，有|ΣX₀+ΣX₁+ΣX₂|<<R。所以在工程实际应用中，单相接地短路电流按式（13-23）计算，即

式中，I_K^（1）为单相接地短路电流，单位为A；U_ph为接地相电源相电压，230V；R为配电变压器低压侧中性点接地电阻，单位为Ω。

（3）保护动作电流整定

单相接地短路保护动作电流整定值按式（13-24）计算，即

式中，I_op为保护动作电流整定值，单位为A；K为可靠系数，取1.2；I_K^（1）为单相接地短路电流，单位为A。

（4）校验灵敏度

单相接地短路保护动作灵敏度按式（13-25）校验，即

式中，K_sen为保护动作灵敏度；I_K（1）为单相接地短路电流，单位为A；I_op为保护动作电流整定值，单位为A。

2.单相短路短保护

（1）简介

在低压配电网络中，容易发生相线与零线的短路，如图13-43所示。

图13-43 低压单相短路

（2）单相短路电流的计算

单相短路电流按式（13-26）计算，即

式中，为单相短路电流，单位为A；U_ph为相电压，230V；ΣZ为短路回路阻抗，单位为Ω；ΣR₀、ΣR₁、ΣR₂分别为短路回路零序、顺序、负序电阻，单位为Ω；ΣX₀、ΣX₁、ΣX₂分别为短路回路零序、顺序、负序电抗，单位为Ω。

（3）保护动作电流整定

单相短路保护动作电流整定值按式（13-27）计算，即

式中，I_op1、I_op2分别为保护动作一次、二次电流，单位为A；K_rel为可靠系数，取1.2～1.3；I_N2为配电变压器低压侧额定电流，单位为A；K_TA为零序电流互感器电流比。

（4）校验灵敏度

低压相间短路保护动作灵敏度按式（13-28）校验

式中，K_sen为保护动作灵敏度；I_K^（1）为单相短路电流，单位为A；I_op为保护动作电流，单位为A。

（5）动作时间的整定

零序电流保护动作时间一般整定为t=0.1～0.2s。

【例13-4】某10kV配电所，安装1台SBH11-M-1000/10型配电变压器，额定电压U_N1/U_N2=10/0.4kV，额定容量S_N=1000kV·A，绕组联结Yyn0；低压侧选用LMY-100×10型铝母线，长度L_m=10m；隔离开关额定电流I_N=2000A，空气断路器额定电流I_N=400A；低压线路选用YJLV22-3×95+1×50型四芯铝电缆，试计算0.4kV低压线路单相接地及单相短路保护的相关参数。