第二章 电网的接地保护
电力系统继电保护-(第2版)第二章-电流保护PPT课件全文编辑修改
等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为 最小的运行方式。
➢最大短路电流：在最大运行方式下三相短路时通过保护装置
的电流为最大，称为最大短路电流。
Ik.m axZ E Z s.m iE nZ k 1Z s.m in E Z 1 L k 1短路类型系数
流来整定。
动作电流：
I ＝K II
II
set.2 rel
Iset.1
K r I e I l 1 .1 ~ 1 .2 ( 非 周 期 分 量 已 衰 减 ）
为保证选择性，动作时限要高于下一线路电流速断保护的动 作时限一个时限级差△t （Δt一般取0.5s）
动作时间： t2II t1 tt
(1) 前一级保护动作的负偏差(即保护可能提前动作) ； (2) 后一级保护动作的正偏差(即保护可能延后动作) ； (3) 保护装置的惯性误差(即断路器跳闸时间：从接通跳闸回 路到触头间电弧熄灭的时间) ； (4) 再加一个时间裕度。
Lmin
1( Z1
3 E
2
II set
Zs.max)
（保证选择性和可靠性，牺牲一定的灵敏性，获得速动性）
三、保护实现原理图
电流速断保护的主要优点是动作迅速、简单可靠。 缺点是不能保护线路的全长，且保护范围受系统运行方式和 线路结构的影响。当系统运行方式变化很大或被保护线路很 短时，甚至没有保护范围。
对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用三段式电流 保护，即第一段为无时限电流速断保护，第二段为限时电 流速断保护，第三段为定时限过电流保护。其中第一段、 第二段共同构成线路的主保护，第三段作为后备保护
电流互感器和电流继电器是实现电流保护的基本元件。
电网运行的安全技术
敷设条件 与电杆或建筑物地下基础之间 控制电缆与控制电缆之间 10KV以下的电力电缆之间（或与控制电缆之间） 10~35KV的电力电缆之间（或与其他电缆之间） 不同部门的电缆（包括通讯电缆之间与热力管道之间） 与可燃气体及易燃、客人液体管道之间 与水管、压缩空气管道之间 与道路之间 与普通铁路路轨之间 与直流电气化铁路路轨之间
6以上
线间距离（厘米）
15 20 10 15
3.户内线路
户内低压裸导线与地面、生产设备和建筑物之间的最小距离不 应小于下列数值：
距地面 距汽车通道的地面
距起重机铺板 距需要经常维护的管道 距要经常维护的生产设备 固定点间距2米以内时距建筑物 固定点间距2~3米时距建筑物 固定点间距4~6米时距建筑物 固定点间距6米以上时距建筑物
(一)线路安全距离
1.架空线路
架空线路是指档距超过25米，利用杆、塔敷没的高、低压线 路。它主要由导线、杆、塔、横担、绝缘子和金具等组成。
架空线路所用导线可以是裸线，也可以是绝缘线，如果露天 架设，导线绝缘经风吹日晒也极易损坏。
架空线路断线接地时，为防止跨步电压伤人，在接地点周围 8-10米范围内，不能随意进入。
三、绝缘指标和测定
（一）指标和测定
绝缘的好坏，主要由绝缘材料所具有电阻大小来反映，绝缘材料 的绝缘电阻是加于绝缘的直流电压与流经绝缘的电流（泄漏电流）之 比，绝缘电阻可分为体积电阻和表面电阻，前者是电流通过绝缘厚度 的电阻值，后者是电流通过绝缘表面的电阻值。而绝缘的全电阻就是 这两者之并联值，通常所讲的绝缘电阻主要是这个全电阻。与此相对 应的是绝缘材料的电阻率，电阻率也有体积电阻率和表面电阻率之分。
第一节 绝缘和加强绝缘
绝缘是用绝缘材料把带电体封闭起来。各种线路和设备都是由带电 部分和绝缘部分组成的。良好的绝缘能保证设备正常运行，还能保证 人体不致接触带电部分。
第二节 中性点不接地电网中单相接地故障的保护
第二节 小接地电流系统单相接地故障的保护一、中性点不接地系统单相接地的特点和保护方式（一）单相接地的特点图5—12(a)所示为一中性点不接地的简单系统。
为分析方便，假定电网负荷为零，并忽略电源和线路上的压降。
电网各相对地电容为0C ，这三个电容相当一对称负载，其中性点就是大地。
所以正常运行时，电源中性点对地电压等于零，即0=∙N U ，又因为忽略电源和线路上的压降，所以各相对地电压即为相电势。
各相电容0C 在三相对称电压作用下，产生三相电容电流也是对称的，并超前相应电压 90。
其相量如图5—12(b)所示。
三相对地电压之和与三相电容电流之和都为零，所以电网正常运行时无零序电压和零序电流。
图 5-12 中性点不接地的简单系统（a ）系统图；（b ）正常运行时的相量图；(c)接地故障时的相量图当A 相线路发生一点接地时，接地相对地电容0C 被短接，A 相对地电压变为零。
此时中性点对地电压就是中性点对A 相的电压，即A N E U ∙∙-=。
线路各相对地电压和零序电压分别为A KC KB KA K j A AC KC j A A B KB KA E U U U U eE E E U e E E E U U ∙∙∙∙∙∙∙∙∙-∙∙∙∙∙-=++==-==-==)(31330015015000 （5-17）上式说明，A 相接地后B 相和C 相对地电压升高3倍，此时三相电压之和不为零，出现了零序电压。
其相量如图5—12(c)所示。
保护安装点各相电流和故障点三倍零序电流分别为)(3)()(00000KC KB C B A K KC KB C B A KCC KBB U UC j I I I I U U C j I I I U C j I U C j I ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙+=++=+-=+-===ωωωω （5—18）上式说明，两非故障相出现超前相电压90的电容电流，流向故障点的电流，即为零序电容电流。
电力系统接地保护
电力系统接地保护电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施，而接地保护是电力系统中至关重要的一环。
接地保护的作用是确保电力系统在发生接地故障时能够及时切除故障，保障系统的安全运行。
本文将从接地保护的定义、原理、设备和应用方面进行探讨。
一、接地保护的定义接地保护是指在电力系统中，通过合理的逻辑和电气装置，使故障点瞬间切除电源，并保护其他不受故障影响的设备，防止电流继续流过发生故障的设备，从而起到保护电力系统和人身安全的作用。
二、接地保护的原理接地保护的原理是基于电力系统中的接地电流分布不均匀的特点。
在正常情况下，电力系统的接地电流主要分布在中性点上。
然而，一旦发生接地故障，故障电流会短路回到电源，导致中性点电位升高，使接地电流发生异常变化。
通过检测和判断接地电流的变化，可以及时切除故障点，从而实现接地保护的目的。
三、接地保护的设备常见的接地保护设备包括接地保护继电器、接地电流互感器和接地电压互感器等。
1. 接地保护继电器：接地保护继电器是判断接地故障和控制切除装置的核心设备。
它通过检测接地电流的变化来判断故障是否发生，并输出相应的信号控制切除装置的动作。
2. 接地电流互感器：接地电流互感器是将故障电流转化为检测信号的一种装置。
它通常由一个或多个线圈组成，可将高电流转换为低电流，方便继电器的检测和控制。
3. 接地电压互感器：接地电压互感器用于检测接地故障时的电位变化。
它可以将故障点引起的电压信号转换为继电器可以接受的低电压信号，以实现对接地保护的有效检测。
四、接地保护的应用接地保护广泛应用于电力系统的各个环节，包括发电厂、变电站、配电网以及各类电气设备中。
1. 发电厂：发电厂通常采用发电机接地保护来保护发电机及发电厂内其他设备。
发电机接地保护是发电厂最重要的保护之一，能够及时切除发电机的故障，确保其正常运行。
2. 变电站：变电站的设备众多，如变压器、断路器、电缆等，都需要接地保护。
通过合理的接地保护设计和设备的配备，可以保障变电站设备在故障发生时的安全切除。
接地保护与漏电保护
接地保护与漏电保护
一、接地爱护
接地爱护是平安防护技术的主要措施之一。
消失故障时，比如电气设备绝缘被击穿后，电气设备不带电的金属外壳以及与之相连的机器、管道等金属部分可能呈现危急的对地电压、人体触准时便可能发生触电危急。
为保证人身平安、削减或避开触电事故的发生，将电器设备不带电的金属外壳与大地做电气联接，称为接地爱护。
采纳了接地爱护，可使接触电压和跨步电压远小于设备故障时的对地电压，因而大大减轻了触电危急。
不接地电网与大地没有电气联接，对地之间只有绝缘电阻和分布电容存在，又称对地绝缘电网或系统。
10KV高压系统多为这种运行方式。
低压系统通常采纳三相四线制，假如其中性点不接地即属不接地电网，又称中性点不接地系统。
二、接零爱护
不接地电网运用接地爱护措施是当绝缘良好、电网分布范围较小时，其绝缘电阻可限制触电电流，对触电有肯定防护作用，因此多用于线路较短，分布范围小。
环境正常、线路能常常保持绝缘良好的状况。
不接地电网的缺点是一相故障接地时，其它相对地电压上升为线电压因而增加触电的危急性；故障点难于发觉，不能很好地利用爱护装置；对高压窜入低压及绝缘损坏带来的危急需采纳特别的措施。
因此，在大部分场合，特殊是分布较广的低压系统，都采纳中性点直接接地的
运行方式，称为接地电网或中性点接地系统。
接地电网中的中性点接地，称为工作接地，即为了系统平安运行而采纳的接地。
接地的中性线即为零线。
所谓接零爱护，就是把设备不带电的金属外壳部分接于电源的零线，不存在危急电压；同时，漏电将造成单相短路，短路电流通常很大，足以促动爱护装置快速切断电源，消退触电危急。
第二章电流保护
一、 单侧电源网络相间短路的电流保护 二、 电网相间短路的方向性电流保护 三、 大电流接地系统的单相接地保护 四、 小电流接地系统的单相接地保护
要求
掌握： 1.电流继电器的工作原理及相关定义。 2.三段式电流保护的基本原理 3.三段式电流保护的整定计算方法 4.三段式电流保护的接线方式 5.三段式电流保护的应用 6.方向性电流保护的原理和整定计算方法
其中增加ZJ的原因： ▪ 增大触点容量（ZJ继电器的触点容量大） ▪ 躲过管型避雷器放电时间（相当于瞬时接
地短路）
0.04～0.06s 避雷器放电时间 0.06～0.08s ZJ动作时间（选择）
5. 灵敏度校验 Klm
▪
要求：Klm
l m in LAB
100
%
(15%
~
20 %) LAB
按最小运行方式下发生两相短路情况校验
▪ 由公式：
I
(2) d
I
I dz
3 2
E Z smax Z0lmin
lmin
推出灵敏度 Klm
6. 特点：
▪ 只能保护本线路的一部分 ▪ t=0 ▪ Klm 可能很小
➢ 保护范围受系统运行方式影响，当运行方式 变化很大时，可能很小。
➢ 当线路较长时其始端与末端短路电流差别较 大， lmin 较大；当线路较短时其始端与末端 短路电流差别较小，lmin 较小，所以：短线路 更受运行方式影响。
R8
Ij
LB
. I2
R1
D1-D4
UR1
C1
R2 C2
a D5 I1I2
R3
Ib1
UR3
b
D6
C3
R9 R7
第二章的第三节中性点直接接地电网的接地保护
第三节 中性点直接接地电网的接地保护我国110kV 及以上的电网采用中性点直接接地方式，这种电网发生接地故障时，通过短路点、大地和接地中性点构成短路回路，故障电流很大，故称为大电流接地电网。
由于系统正常运行情况下没有零序电流；而大电流接地电网中发生接地短路时将出现很大的零序电流，因此利用零序电流来构成大电流接地电网的接地保护，就具有显著的优点。
一．中性点直接接地电网接地短路时零序分量的特点图2—26（a ）所示网络发生接地短路时的零序等效网络如图2—26（b ）所示。
零序电流的方向仍然采用母线流向线路为正；零序电压的方向取线路高于大地的电压为正，如图2—26（b ）中的“↑”所示。
图2-26 接地短路时的零序等效网（a ）系统接线 （b ）零序网络 （c ）零序电压分布图 （d ）向量图（设0080=d ϕ）由零序等效网络可见，零序分量具有如下特点：（1）故障点的零序电压最高，距离故障点越远处的零序电压越低，中性点处为0。
零序电压的分布如图2—26（c ）所示。
（2）网络中的零序电流是由于故障点出现零序电压而产生的。
因此故障线路上的实际零序电流方向是由线路流向母线的，与保护规定的正方向相反。
实际零序电流落后零序电压的相位由零序阻抗角0d ϕ决定。
按照规定的正方向画出零序电流和电压的向量图如图2－26（d ）所示，0I '和0I '' 超前0d U 的角度为：00180d ϕ-。
（3）故障线路两端零序功率的方向实际上都是由线路流向母线的。
（4）任一保护安装处的零序电压只与流过的零序电流和被保护线路背后的阻抗有关，而与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关。
以保护1所在的A 母线上的零序电压为例，0.100)(B A Z I U '-= ，0.1B Z 为变压器1B 的零序阻抗。
（5）零序分量受系统运行方式的影响小。
当电力系统运行方式变化时，如果送电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的；但此时系统的正序阻抗和负序阻抗要随着运行方式而变化。
电力系统继电保护原理第2章3节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
（4）采用单相自动重合闸时，还应躲过非全相运行期间系统 发生振荡所出现的最大零序电流 3 I0. f q。
如果 3I0. fq Idz ，I dz是按上述2个条件整定的起动电流
则设立两个零序Ⅰ段，分别为： 灵敏Ⅰ段：按（1）（3）条件整定,非全相运行时退出 不灵敏Ⅰ段：按（4）整定,非全相运行时不退出
复杂化。
作业： 2-41 复习题：60（做）、65、70、75、77、89、99、104、105
2021/4/4
21
变压器中性点。
（3）零序功率
方向：线路→母线。
（4）零序阻抗角
取决于ZB0 ：
U A0 (I0 )Z B1.0
（5）运行方式变化
线路、中性点不变，零序网不变；
正2021负/4/4序阻抗变化间接影响零序（Ud1、
Ud2、Ud0
）
3
二、零序电压、零序电流的获取
1. 零序电压的获取 3U0 Ua Ub Uc
一次电流： 3I0 IA IB IC 2021/4/4优点：无不平衡电流，接线简单 5
三、中性点直接接地系统的接地保护
中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的 零序电流，反应零序电流增大的保护成为零序保护。
零序电流保护可装设在上图中的断路器1和2处。
由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序 电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。
在可能误动的元件上装功率方向元件GJ0。 正方向：线路－母线； 反方向：母线－线路。 16
功率方向继电器GJ0 ：
输入： U J －3U0 IJ 3 I0
向量图：
正方向短路： 3U0 3I0Zd0
3U 0
110
3 I0
3 I0
电力系统继电保护第二章习题和答案
2电流的电网保护2.1在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。
当加入继电器的动作电量（图中的k I ）大于其设定的动作值（图中的op I ）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的re I ）以后它才突然返回。
无论启动还是返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性称为“继电特性”。
为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。
126534op I kI reI 1E 0E2.2 请列举说明为实现“继电特性”，电磁型、集成电路性、数字型继电器常分别采用那些技术？答：在过量动作的电磁型继电器中，继电器的动作条件是电磁力矩大于弹簧的反拉力矩与摩擦力矩之和，当电磁力矩刚刚达到动作条件时，继电器的可动衔铁开始转动，磁路气隙减小，在外加电流（或电压）不变的情况下，电磁力矩随气隙的减小而按平方关系增加，弹簧的反拉力矩随气隙的减小而线性增加，在整个动作过程中总的剩余力矩为正值，衔铁加速转动，直至衔铁完全吸合，所以动作过程干脆利落。
继电器的返回过程与之相反，返回的条件变为在闭合位置时弹簧的反拉力矩大于电磁力矩与摩擦力矩之和。
当电磁力矩减小到启动返回时，由于这时摩擦力矩反向，返回的过程中，电磁力矩按平方关系减小，弹簧力矩按线性关系减小，产生一个返回方向的剩余力矩，因此能够加速返回，即返回的过程也是干脆利落的。
所以返回值一定小于动作值，继电器有一个小于1 的返回系数。
这样就获得了“继电特性”。
第二章电力系统基本知识
16
电气主接线图的基本元素
2023/3/24
17
电气主接线图的基本元素
2023/3/24
18
三、变、配电所常用的电气主接线
对主接线的基本要求：
1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；
方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维持整个电力系统有 功平衡
2023/3/24
34
二 波形
谐波畸变率：反映电力谐波的一个量
DFU
U n 2
n2
U1
Un-----------第n次谐波电压有效值 V； U1------------基波电压有效值 V。
交流电波形是严格的正弦波，电网谐波的产生，主要在于电 力系统中存在各种非线性元件。
（1-1）
❖ 式中：U--------检测点上电压实际值(V);
❖
UN-------检测点电网电压的额定值（V）。
❖ 我国国家标准规定电压偏差的允许值为：
❖ 1）35kV及以上供电电压正负偏差之和不超过标称电压的±5%；
❖ 2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%；
❖ 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。
第二章电力系统基本知识
第一节 电力系统概述
❖ 由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体称为电 力系统。电力系统中的输电、变电、配电三个部分称为 电力网。
❖ 电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电 所连接而成的网络。
❖ 输电网是以高压甚至超高压电压将发电厂、变电所或 变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中 的主网架。
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第2章电网的接地保护2.1 中性点直接接地电网接地短路的特点电力系统中性点的工作方式有：中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。
中性点的接地方式是综合考虑供电的可靠性、系统绝缘水平、系统过电压、继电保护的要求、对通信线路的干扰以及系统稳定运行的要求等因素确定的。
一般llOkV及以上电压等级的电网都采用中性点直接接地方式，3～35kV的电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。
当中性点直接接地的电网（又称大接地电流系统）中发生短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的，因此利用零序电流来构成接地短路的保护就有显著的优点。
在电力系统中发生接地短路时，如图2-1 (a)所示，可以利用对称分量法将电流和电压分解为正序、负序和零序分量，并利用复合序网来表示它们之间的关系。
短路计算的零序等效网络如图2-1 (b)所示，零序电流可以看成是在故障点出现一个零序电压U KO而产生的，它必须经过变压器接地的中性点构成回路。
对零序电流的方向，仍然采用母线流向故障点为正，而零序电压的方向，是线路高于大地的电压为正，如图2-1 (b)中的“↑”所示。
由上述等效网络可见，零序分量的参数具有如下特点。
(1)故障点的零序电压越高，系统中距离故障点越远处的零序电压越低，零序电压的分布如图2-1 (c)所示，如在变电所A母线上零序电压为U AO，变电所B母线上零序电压为U BO等。
(2)由于零序电流是U KO产生的，当忽略回路的电阻时，按照规定的正方向画出零序电流和电压的相量图，如图2-1 (d)所示，İ/0和İ"0将超前Úk090°。
而计及回路电阻时，例如，取零序阻抗角为φKo=80°，如图2-1 (e)所示，İ/0和İ"0将超前Úk0100°。
零序电流的分布，主要取决于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关，如在图2-1 (a)中，当变压器T2的中性点不接地时，İ"0=0。
(3)对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。
(4)从任一保护（如保护1）安装处的零序电压与电流之间的关系看，由于A母线上的零序电压ÚA0实际上是从该点到零序网络中性点之间零序阻抗上的电压降，因此可表示为ÚA0 = -İ/0X T1.0 (2-1) 式中：X T1.0—变压器T1的零序阻抗。
该处零序电流与零序电压之间的相位差也将由X T1.0的阻抗角决定，而与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关。
(5)在电力系统运行方式变化时，如果送电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。
但此时系统的正序阻抗和负序阻抗要随着运行方式而变化，正、负序阻抗的变化将引起U K1、U K2、U K3之间电压分配的改变，因而间接地影响零序分量的大小。
2.2中性点直接接地电网的零序电流保护用零序电压和零序电流过滤器即可实现中性点直接接地电网接地短路的零序电流和方向保护。
现分别讨论如下。
2.2.1 零序电压过滤器为了取得零序电压，通常采用如图2-2 (a)所示的三个单相式电压互感器或图2-2 (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，其二次绕组接成开口三角形，这样从m、n 端子上得到的输出电压为Úmn=Úa + Úb + Úc = 3Úo (2-2)而对正序或负序分量的电压，因三相相加后等于零，没有输出。
因此，这种接线实际上就是零序电压过滤器。
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2-2 (c)所示，从它的二次绕组中也能取得零序电压。
利用集成电路，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2-2 (d)所示，也可合成零序电压。
实际上在电网正常运行和相间短路时，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U unb表示）。
此外，当系统中存在三次谐波分量时，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，应考虑躲开它们的影响。
2.2.2零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2-3所示的方式连接，此时流入继电器回路中的电流为İr =İa + İb + İc= 3İ0 (2-3)而对正序或负序分量的电流，因三相相加后等于零，因此就没有输出。
这种过滤器的接线实际上就是三相星形接线方式中，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电流互感器，而是接入相间保护用电流互感器的中线上就可以了。
零序电流过滤器也会产生不平衡电流，图2.4所示为一个电流互感器的等效回路，考虑励磁电流I的影响后，二次电流和一次电流的关系为İ2 =（İ1 - İL）/n TA (2-4)因此流入继电器的电流为在正常运行和不接地的相间短路时，三个电流互感器一次侧电流的相量和必然为零，因此流入继电器中的电流为İr =（İLA + İLB+İLC）/n TA =İunb (2-6) 此I unb称为零序电流互感器的不平衡电流。
它是由三个互感器励磁电流不相等而产生的，而励磁电流的不等，则是由于铁芯的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,当发生相间短路时，电流互感器一次侧流过的电流值最大并且包含有非周期分量，因此不平衡电流也达到最大值，以İunb。
max表示。
当发生接地短路时，在过滤器输出端有3İ0的电流输出，此时İunb 相对于3İ0一般很小，因而可以忽略，零序保护即可反应于这个电流而动作。
此外，对于采用电缆引出的送电线路，还广泛的采用了零序电流互感器的接线以获得3İ0，如图2-5所示，此电流互感器就套在电缆的外面，从其铁芯中穿过的电缆就是电流互感器的一次绕组，因此这个互感器的一次电流就是İA+İB+İC，只有当一次侧出现零序电流时，在互感器的二次侧才有相应的3İ0输出，故称它为零序电流互感器。
零序电流互感器和零序电流过滤器相比，其优点主要是没有不平衡电流，同时接线简单。
2.2.3零序电流速断（零序I段）保护在发生单相或两相接地短路时，也可以求出零序电流3İ0如随线路长度变化的曲线，然后相似于相间短路电流保护的原则，进行保护的整定计算。
零序电流速断保护的整定原则如下。
⑴躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流I0.max，可靠系数 K/re1，（一般取为1.2～1.3），即为I/op = 3K/re1I0.max（2-7）(2)躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流3I0.bt，引入可靠系数 K/re1，即为I/op = 3K/re13I0.bt（2-8）如果保护装置的动作时间大于断路器三相不同期合闸的时间，则可以不考虑这一条件。
整定只应该选择其中的较大者。
但在有些情况下，如按照条件(2)整定将使启动电流过大，因而保护范围缩小时，也可以采用在手动合闸以及三相自动重合闸时，使零序I段带有一个小的延时（约0.1s）,躲开断路器三相不同期合闸的时间，这样在定值上就无需考虑条件(2)了。
当线路上采用单相自动重合闸时，按上述条件(1)、(2)整定的零序I段，往往不能躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流，而如果按这一条件整定，则正常情况下发生接地故障时，其保护范围又要缩小，不能充分发挥零序I段的作用。
因此，为了解决这个矛盾，通常可设置两个零序I段保护，一个是按条件(l)或(2)整定（由于其定值己较小，保护范围较大，因此称为灵敏I段）．其主要任务是对全相运行状态下的接地故障起保护作用，具有较大的保护范围，而当单相重合闸启动时，则将其自动闭锁，需待恢复全相运行时才能重新投入。
另一个是按躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流来整定（由于它的定值较大，因此称为不灵敏I段），装设它的主要目的是为了在单相重合闸过程中，其他两相又发生接地故障时，用于弥补失去灵敏I段的缺陷，尽快地将故障切除。
当然，不灵敏I段也能反应全相运行状态下的接地故障，只是其保护范围较灵敏I段小。
2.2.4零序电流限时速断（零序Ⅱ段）保护零序Ⅱ段的工作原理与相间短路限时电流速断保护一样，其启动电流首先考虑和下一条线路的零序电流速断保护相配合，并带有高出一个△t的时限，以保证动作的选择性。
但是，当两个保护之间的变电所母线上接有中性点接地的变压器时，如图2-6 (a)所示，则由于这一分支电路的影响，将使零序电流的分布发生变化，此时的零序等效网络如图2-6 (b)所示，零序电流的变化曲线如图2-6 (c)所示。
当线路BC上发生接地短路时，通过保护l和2的零序电流分别为İ" KO.BC和İ"KO.AB，两者之差就是从变压器T2中性点流回的电流İKO.T2。
这种情况与图2-1所示的有助增电流的情况相同，引入零序电流的分支系数K Ob之后，零序Ⅱ段的启动电流应整定为I"op.1 = 3K"re1I/op.2/K Ob（2一9）当变压器T2切除或中性点改为不接地运行时，则该支路即从零序等效网络中断开，此时K Ob=1。
零序Ⅱ段的灵敏系数应按照本线路末端接地短路时的最小零序电流来效验，并应满足K sen≥1.5的要求。
当由于下一条线路比较短或运行方式变化比较大而不能满足对灵敏系数的要求时，可以考虑用其他方式解决。
如：①使零序Ⅱ段保护与下一条线路的零序Ⅱ段相配合，时限再高出一个△t，取为1.2s；②保留0.5s的零序Ⅱ段，同时再增加一个按(1)整定的保护，这样保护装置中，就有两个定值和时限均不相同的零序Ⅱ段，一个定值较大，能在正常运行方式和最大运行方式下以较短的时限延时切除本线路上所发生的接地故障，另一个则有较长的时限，它能保证在各种运行方式下线路末端接地短路时，保护装置具有足够的灵敏系数。
2.2.5零序过电流（零序Ⅲ段）保护零序Ⅲ段的作用相当于相间短路的过电流保护，一般情况下作为后备保护使用，在中性点直接接地电网中的终端线路上，它也可以作为主保护使用。
在零序过电流保护中，对继电器的启动电流，可按照躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流I unp.max来整定，引入可靠系数K re1，即为I op.1 = K re1I unp.max ( 2-10)同时，还需考虑各保护之间在灵敏系数上要相互配合。
因此实际上对零序过电流保护的计算，必须按逐级配合的原则来考虑。