电流过滤器

2.3.3　零序电压、电流过滤器

1）零序电压过滤器

为了取得零序电压，通常采用如图2.33（a）所示的三相式电压互感器或如图2.33（b）所示的三相五柱式电压互感器。其一次绕组接成星形并将中性点接地，二次绕组接成开口三角形，这样从m、n端得到的输出电压为

此外，当发电机的中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，如图2.33（c）所示，从它的二次绕组中也能够取得零序电压。

在集成电路保护和数字保护中，由电压形成回路取得三个相电压后，利用加法器将三个相电压相加，如图2.33（d）所示，也可以从保护装置内部获得零序电压。

图2.33　取得零序电压的接线图

实际上在正常运行和电网相间短路时，由于电压互感器的误差以及三相系统对地不完全平衡，在开口三角形侧也可能有数值不大的电压输出，此电压称为不平衡电压（以Ubp表示）。此外，当系统中存在有三次谐波分量时，由于一般三相中的三次谐波电压是同相位的，因此，在零序电压过滤器的输出端也有三次谐波的电压输出。对反应于零序电压而动作的保护装置，应该考虑躲开它们的影响。

2）零序电流过滤器

为了取得零序电流，通常采用三相电流互感器，按图2.34（a）接线，此时流入继电器回路中的电流为

图2.34　零序电流过滤器

这种过滤器的接线实际上就是三相星形接线方式在中线上所流过的电流，因此，在实际的使用中，零序电流过滤器并不需要专门的一组电流互感器，只要接入相间保护用的电流互感器的中线就可以了。在电子型和数字型保护装置中，其也可以在形成三个相电流的回路中由相量相加获得。

零序电流过滤器也会产生不平衡电流，如图2.35所示为一个电流互感器的等效回路，考虑励磁电流I_L的影响后，二次电流和一次电流的关系应为

因此，零序电流过滤器的等效回路即可用图2.34（b）来表示，此时流入继电器的电流为

在正常运行和一切不伴随有接地的相间短路时，三个电流互感器一次侧电流的向量和必然为零，因此，流入继电器中的电流即为

称为零序电流过滤器的不平衡电流。它是由于三个互感器励磁电流不相等而产生的，而励磁电流的不相等，则是由于铁心磁化曲线不完全相同以及制造过程中的某些差别而引起的，这从而造成电流互感器的稳态误差。当发生相间短路时，电流互感器一次侧流过的电流最大并且包含非周期分量，因此不平衡电流也达到最大值，以

图2.35　电流互感器的等效电路

图2.36　零序电流互感器接线示意图

此外，采用电缆引出的送电线路，还广泛地采用了零序电流互感器的接线以获得3I₀，如图2.36所示。此电流互感器就套在电缆的外面，从其铁M中穿过的电缆就是一次绕组，这个互感器的一次电流就是，只有当一次侧有零序电流时，在互感器的二次侧才有相应的3I₀输出，故称它为零序电流互感器。采用零序电流互感器的优点是，它和零序电流过滤器相比，没有不平衡电流，同时接线也更简单。