一文看懂零序保护的保护范围

　　什么是零序保护

　　零序保护就是利用零序电流使继电器动作来指示接地故障线路的一种保护。

　　对于架空线路，一般采用由三个电流互感器接成零序电流滤过器的接线方式，三相电流互感器的二次电流相量相加后流入继电器。当三相对称运行时，流入继电器的电流等于零，只有当不对称运行时（如发生单相接地）零序电流才流过继电器，当零序电流流过继电器时，继电器动作并发出信号。

　　对于电缆线路的单相接地保护，一般采用零序电流互感器保护，二次线圈绕在互感器的铁芯上，并接到电流继电器上，在正常运行及三相对称短路时，在零序互感器二次侧由三相电流产生的三相磁通相量之和为零，即在互感中没有感应出零序电流，继电器不动作，当发生单相接地时，就有接地电容电流通过，此电流在二次侧感应出零序电流，零序电流流过继电器使继电器动作并发出信号。

　　零序保护原理

　　三相电流平衡时，没有零序电流，不平衡时产生零序电流，零序保护就是用零序互感器采集零序电流，当零序电流超过一定值（综合保护中设定），综合保护接触器吸合，断开电路。

　　零序电流互感器内穿过三根相线矢量。正常情况下，三根线的向量和为零，零序电流互感器无零序电流。当人体触电或者其他漏电情况下：三根线的向量和不为零，零序电流互感器有零序电流，一旦达到设定值，则保护动作跳闸。

　　零序保护工作原理

　　零序一段：

　　①躲过下一段线路出口处单相或者两相接地短路时候出现的最大零序电流。

　　②躲开断路器三相触头不同期合闸时候所出现的最大零序电流。

　　两者比较取最大。

　　零序二段：

　　与下一段线路的一段配合，即是躲过下段线路的第一段保护范围末端接地短路时，通过本保护装置的最大零序电流。

　　零序二段的灵敏系数要大于1.5，不满足的话要与下一段线路的二段配合，时限再抬高一个等级。

　　零序三段：

　　①与下一段线路的三段配合；

　　②躲开下一段线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流。

　　两者比较取最大。零序三段的灵敏系数要大于2（近后备）；灵敏系数要大于1.5（远后备）。

　　零序保护的保护范围

　　零序保护的Ⅰ段是按躲过本线路末端单相短路时流经保护装置的最大零序电流整定的，它不能保护线路全长。

　　零序保护的Ⅱ段是与保护安装处相邻线路零序保护的Ⅰ段相配合整定的，它不仅能保护本线路的全长，而且可以延伸到相邻线路。

　　零序保护的Ⅲ段与相邻线路的Ⅱ段相配合，是Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。Ⅳ段则一般作为段的后备。

　　零序保护的特点

　　零序保护分零序电流保护和零序电压保护，通常会配以继电器或微机保护装置进行电路的保护。零序电流保护的原理就是利用三相电流的矢量和来进行保护，一般会在出线电缆上套入一个零序CT，正常情况下三相ABC之间的电流矢量和为0，当某相发生单相接地故障，那么三相ABC之间的电流矢量和大于0，这时零序CT为给继电器或微机保护装置发生信号，在一定的时间内使断路器跳闸，起到保护作用；零序电压保护也和前者类似，对于高压而言，一般会在PT柜里装三只单相电压互感器，二次侧的开口三角接线方式就是监测系统的零序电压信号，当系统出现三相电压不平衡或单相接地后，零序电压发生信号，装置会使断路器跳闸。

　　零序保护与接地距离保护的关系

　　两者区别：

　　两者的区别主要在于采用的电气量不同，接地距离保护是利用短路电压和电流的比值，即测量阻抗的变化来区分系统的故障与正常运行状态。而零序保护利用的是接地故障时产生的零序电流分量。这是两者在原理上的最主要区别。但是，两者从保护的配合上来看，都是属于阶段式的保护，即都需要各保护区的上下级配合。再一点，从保护的性能来分析。应该说，在不发生单相接地时，零序电流分量是不会出现的，所以零序电流保护具有较低的灵敏性。但在上下级的配合时，限时零序电流速断保护（零序II段）的灵敏性可能不满足要求，这时可采用接地距离保护。这也就是说接地距离保护的灵敏性高于零序电流保护（可以看到，距离保护利用了短路时的两个电气量，自然比单一的电流保护要灵敏）。所以保护的配备上，一般距离保护作为了主保护，那么电流保护都是作为后备保护的，即在线路发生故障时，首先距离保护动作，零序保护作为后备可能动作。

　　两者联系：

　　接地距离保护与零序电流保护配合才能构成完整的接地保护。接地距离保护的最大优点是瞬时段的保护范围固定，不受系统运行方式变化影响。接地距离三段保护难以反映高阻抗接地故障。零序电流保护则以保护高电阻故障为主要任务。