一文带你了解“零序电流保护”和“剩余电流保护”的区别

一文带你了解“零序电流保护”和“剩余电流保护”的区别

在电力系统中，零序电流保护和剩余电流保护是两种重要的故障保护方式。它们分别通过检测三相电流的不平衡和中性线电流的变化来实现故障检测。本文将深入解析这两种保护方式的原理、区别及其应用场景，帮助读者更好地理解它们在电力系统中的重要作用。

零序电流保护和剩余电流保护的定义

零序电流保护

在配电系统中，三相电流平衡运行时，它们的相量和为零，即三相电流之和等于零。如果三相电流不平衡，就会产生零序电流。

零序电流保护就是利用这一原理，通过检测三相电流是否平衡，来判断系统中是否存在故障。当发生单相接地故障时，故障相的电流会急剧增加，而其他两相电流则会减小，通过检测各相电流的变化，就可以判断出故障的位置和类型。

剩余电流保护

是一种基于零序电流原理的保护方式，它主要是通过检测中性线电流的变化来实现故障检测。

在三相四线制电路中，中性线电流是三相电流之和，当电路正常运行时，中性线电流为零。当电路中发生单相接地故障时，故障相的电流会通过中性线流回电源，导致中性线电流不为零。通过检测中性线电流的变化，就可以判断出故障的位置和类型。

零序电流保护与剩余电流保护的比较

零序电流：In = Iu + Iv + Iw

1. 从公式上来看，零序电流是三相电流的相量和，所以零序电流保护只能用于三相回路中，单相回路绕行！
2. 线路正常运行时，会存在三相不平衡电流和谐波电流，这些都会反映在中性线上，当发生接地故障时，In 会增加的比较明显，但相对于线路过电流而言还是小些。
3. 为避免正常运行时保护误动作，零序电流整定值 Ig 需大于这些三相不平衡电流和谐波电流，所以整定值往往是几十、数百安倍。
4. 整定值过大，既不能防接地电弧火灾（大于300mA），也不能防人身电击（不大于30mA），所以在发生接地故障时，比过电流保护的灵敏度好点，其实只能用于保护配电线路因发热而导致的绝缘损坏问题。
5. 也正因为上面的问题，零序电流保护往往只被用在低压侧总进线开关处。

剩余电流：Ie = Iu + Iv + Iw + In

1. 从公式上来看，剩余电流将中性线电流也给相量和了，这样就把回路中三相不平衡电流和谐波电流都给和谐掉了，测得的电流值通常情况下仅有通过PE线的泄漏电流，这个电流很小了，为毫安级。
2. 剩余电流保护整定值 Ia 只需躲开被保护回路的正常对地泄漏电流即可，所以也为毫安级，如此将大大提高保护的灵敏度。
3. 整定值为100mA、300mA时，可以防电气火灾；整定值为30mA时，可以用作防人身电击。
4. RCD可用于三相、单相回路中，适用面更广，保护能力更强，往往会被大范围用于一、二、三级配电中，也是在配电末端用到最多的地方。

从以上分析可以看出，剩余电流保护相较于零序电流保护具有更高的灵敏度和更广泛的适用面，能够更好地保护配电系统的安全运行。因此，在实际配电系统中，通常会采用剩余电流保护作为主要的接地故障保护方式。

同时，我们也可以看到，零序电流保护虽然存在一些局限性，但在特定的应用场景中，如低压侧总进线开关处，也可以作为一种有效的保护措施。合理地配置零序电流保护和剩余电流保护，能够提高整个配电系统的可靠性和安全性。

此外，无论是哪种电流保护方式，正确的整定值和配置也是至关重要的。在安装和使用这些保护装置时，应该根据实际情况进行合理的设置，以确保它们能够有效地发挥作用，防止配电系统中可能出现的各种故障和异常情况。