1、 零序電流:
在三相四線電路中,三相電流的相量和等于零,即
Ia+Ib+IC=0
如果在三相四線中接入一個電流互感器,這時感應電流為零。當電路中發生觸電或漏電故障時,回路中有漏電電流流過,這時穿過互感器的三相電流相量和不等零,其相量和為:Ia+Ib+Ic=I(漏電電流)
這樣互感器二次線圈中就有一個感應電壓,此電壓加于檢測部分的電子放大電路,與保護區裝置預定動作電流值相比較,如大于動作電流,即使靈敏繼電器動作,作用于執行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器,三相電流的相量和不等于零,所產生的電流即為零序電流。
2、零序電抗:
零序參數(阻抗)與網絡結構,特別是和變壓器的接線方式及中性點接地方式有關。一般情況下,零序參數(阻抗)及零序網絡結構與正、負序網絡不一樣。對于變壓器,零序電抗則與其結構(三個單相變壓器組還是三柱變壓器)、繞組的連接(△或Y)和接地與否等有關。當三相變壓器的一側接成三角形或中性點不接地的星形時,從這一側來看,變壓器的零序電抗總是無窮大的。因為不管另一側的接法如何,在這一側加以零序電壓時,總不能把零序電流送入變壓器。所以只有當變壓器的繞組接成星形,并且中性點接地時,從這星形側來看變壓器,零序電抗才是有限的(雖然有時還是很大的)。對于輸電線路,零序電抗與平行線路的回路數,有無架空地線及地線的導電性能等因素有關。零序電流在三相線路中是同相的,互感很大,因而零序電抗要比正序電抗大,而且零序電流將通過地及架空地線返回,架空地線對三相導線起屏蔽作用,使零序磁鏈減少,即使零序電抗減小。平行架設的兩回三相架空輸電線路中通過方向相同的零序電流時,不僅第一回路的任意兩相對第三相的互感產生助磁作用,而且第二回路的所有三相對第一回路的第三相的互感也產生助磁作用,反過來也一樣.這就使這種線路的零序阻抗進一步增大。
- 產生零序電流的兩個條件:
- 1、無論是縱向故障、還是橫向故障、還是正常時和異常時的不對稱,只要有零序電壓的產生;
- 2、零序電流有通路。
以上兩個條件缺一不可。因為缺少第一個,就無源泉;缺少第二個,就是我們通常討論的“有電壓是否一定有電流的問題。
- 零序公式:
- 3U0=UA+UB+UC
- 3I0=IA+IB+IC
正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、電流出現不對稱現象時,把三相的不對稱分量分解成對稱分量(正、負序)及同向的零序分量。只要是三相系統,就能分解出上述三個分量(有點象力的合成與分解,但很多情況下某個分量的數值為零)。對于理想的電力系統,由于三相對稱,因此負序和零序分量的數值都為零(這就是我們常說正常狀態下只有正序分量的原因)。當系統出現故障時,三相變得不對稱了,這時就能分解出有幅值的負序和零序分量度了(有時只有其中的一種),因此通過檢測這兩個不應正常出現的分量,就可以知道系統出了毛?。ㄌ貏e是單相接地時的零序分量)。下面再介紹用作圖法簡單得出各分量幅值與相角的方法,先決條件是已知三相的電壓或電流(矢量值),當然實際工程上是直接測各分量的。由于上不了圖,請大家按文字說明在紙上畫圖。
從已知條件畫出系統三相電流(用電流為例,電壓亦是一樣)的向量圖(為了看清楚,不要畫成太極端)。
(1) 求零序分量:把三個向量相加求和。即A相不動,B相的原點平移到A相的頂端(箭頭處),注意B相只是平移,不能轉動。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時作A相原點到C相頂端的向量(些時是箭頭對箭頭),這個向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,這就是零序分量的幅值,方向與此向量是一樣的。
(2) 求正序分量:對原來三相向量圖先作下面的處理:A相的不動,B相逆時針轉120度,C相順時針轉120度,因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一,這就得到正序的A相,用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫出B、C兩相。這就得出了正序分量。
(3) 求負序分量:注意原向量圖的處理方法與求正序時不一樣。A相的不動,B相順時針轉120度,C相逆時針轉120度,因此得到新的向量圖。下面的方法就與正序時一樣了。
通過上述方法大家可以分析出各種系統故障的大概情況,如為何出現單相接地時零序保護會動作,而兩相短路時基本沒有零序電流。
在這里再說說各分量與諧波的關系。由于諧波與基波的頻率有特殊的關系,故在與基波合成時會分別表現出正序、負序和零序特性。但我們不能把諧波與這些分量等同起來。由上所述,之所以要把基波分解成三個分量,是為了方便對系統的分析和狀態的判別,如出現零序很多情況就是發生單相接地,這些分析都是基于基波的,而正是諧波疊加在基波上而對測量產生了誤差,因此諧波是個外來的干擾量,其數值并不是我們分析時想要的,就如三次諧波對零序分量的干擾。
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