電力系統正序、負序和零序特點(diǎn)分析
添加時(shí)間 2022-08-13
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用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言概括如下:當今全球的交流電力系統一般都是 ABC 三相的,而電力系統的正序,負序,零序分量便是根據 ABC 三相的順序來(lái)定的。
1)正序: A 相領(lǐng)先 B 相 120 度,B 相領(lǐng)先 C 相 120 度,C 相領(lǐng)先 A 相 120度。
2)負序: A 相落后 B 相 120 度,B 相落后 C 相 120 度,C 相落后 A 相 120度。
3)零序: ABC 三相相位相同,哪一相也不領(lǐng)先,也不落后。
系統里面什么時(shí)候分別用到什么保護?
三相短路故障和正常運行時(shí),系統里面是正序。
單相接地故障時(shí)候,系統有正序、負序和零序分量。兩相短路故障時(shí)候,系統有正序和負序分量。
兩相短路接地故障時(shí),系統有正序、負序和零序分量。
三相電網(wǎng)中正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、 電流出現不對稱(chēng)現象時(shí),把三相的不對稱(chēng)分量分解成對稱(chēng)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(gè)分量 (有點(diǎn)象力的合成與分解,但很多情況下某個(gè)分量的數值為零) 。
對于理想的電力系統,由于三相對稱(chēng),因此負序和零序分量的數值都為零(這就是我們常說(shuō)正常狀態(tài)下只有正序分量的原因)。當系統出現故障時(shí),三相變得不對稱(chēng)了,這時(shí)就能分解出有幅值的負序和零序分量度了(有時(shí)只有其中的一種),因此通過(guò)檢測這兩個(gè)不應正常出現的分量,就可以知到系統出了毛病(特別是單相接地時(shí)的零序分量)。
下面再介紹用作圖法簡(jiǎn)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(shí)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(shuō)明在紙上畫(huà)圖。 從已知條件畫(huà)出系統三相電流(用電流為例,電壓亦是一樣)的向量圖(為看很清楚,不要畫(huà)成太極端)。
理解為:
1:一個(gè)三相,幅值各不相同, 方向差也可能不互為120。
2:我們可以將其分解為3 個(gè)三相,正序、負序、零序。
3:將新分解產(chǎn)生的每相各自相加,即可還原為源三相的各相電壓。
4: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(chēng)現象時(shí),把三相的不對稱(chēng)分量分解成對稱(chēng)分量(正、負序)及同向的零序分量。
1) 求零序分量:把三個(gè)向量相加求和。即 A 相不動(dòng), B 相的原點(diǎn)平移到 A 相的頂端(箭頭處),注意 B 相只是平移,不能轉動(dòng)。同方法把 C 相的平移到 B 相的頂端。此時(shí)作 A 相原點(diǎn)到 C 相頂端的向量(些時(shí)是箭頭對箭頭) ,這個(gè)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(lái)三相向量圖先作下面的處理: A 相的不動(dòng), B 相逆時(shí)針轉 120 度,C 相順時(shí)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(huà)出B、C 兩相。這就得出了正序分量。
1)正序: A 相領(lǐng)先 B 相 120 度,B 相領(lǐng)先 C 相 120 度,C 相領(lǐng)先 A 相 120度。
2)負序: A 相落后 B 相 120 度,B 相落后 C 相 120 度,C 相落后 A 相 120度。
3)零序: ABC 三相相位相同,哪一相也不領(lǐng)先,也不落后。
系統里面什么時(shí)候分別用到什么保護?
三相短路故障和正常運行時(shí),系統里面是正序。
單相接地故障時(shí)候,系統有正序、負序和零序分量。兩相短路故障時(shí)候,系統有正序和負序分量。
兩相短路接地故障時(shí),系統有正序、負序和零序分量。
三相電網(wǎng)中正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、 電流出現不對稱(chēng)現象時(shí),把三相的不對稱(chēng)分量分解成對稱(chēng)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(gè)分量 (有點(diǎn)象力的合成與分解,但很多情況下某個(gè)分量的數值為零) 。
對于理想的電力系統,由于三相對稱(chēng),因此負序和零序分量的數值都為零(這就是我們常說(shuō)正常狀態(tài)下只有正序分量的原因)。當系統出現故障時(shí),三相變得不對稱(chēng)了,這時(shí)就能分解出有幅值的負序和零序分量度了(有時(shí)只有其中的一種),因此通過(guò)檢測這兩個(gè)不應正常出現的分量,就可以知到系統出了毛病(特別是單相接地時(shí)的零序分量)。
下面再介紹用作圖法簡(jiǎn)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(shí)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(shuō)明在紙上畫(huà)圖。 從已知條件畫(huà)出系統三相電流(用電流為例,電壓亦是一樣)的向量圖(為看很清楚,不要畫(huà)成太極端)。
理解為:
1:一個(gè)三相,幅值各不相同, 方向差也可能不互為120。
2:我們可以將其分解為3 個(gè)三相,正序、負序、零序。
3:將新分解產(chǎn)生的每相各自相加,即可還原為源三相的各相電壓。
4: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(chēng)現象時(shí),把三相的不對稱(chēng)分量分解成對稱(chēng)分量(正、負序)及同向的零序分量。
1) 求零序分量:把三個(gè)向量相加求和。即 A 相不動(dòng), B 相的原點(diǎn)平移到 A 相的頂端(箭頭處),注意 B 相只是平移,不能轉動(dòng)。同方法把 C 相的平移到 B 相的頂端。此時(shí)作 A 相原點(diǎn)到 C 相頂端的向量(些時(shí)是箭頭對箭頭) ,這個(gè)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(lái)三相向量圖先作下面的處理: A 相的不動(dòng), B 相逆時(shí)針轉 120 度,C 相順時(shí)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(huà)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(shí)不一樣。A 相的不動(dòng),B 相順時(shí)針轉 120 度,C 相逆時(shí)針轉 120 度,因此得到新的向量圖。下面的方法就與正序時(shí)一樣了。
通過(guò)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(shí)零序保護會(huì )動(dòng)作,而兩相短路時(shí)基本沒(méi)有零序電流。在這里再說(shuō)說(shuō)各分量與諧波的關(guān)系。 由于諧波與基波的頻率有特殊的關(guān)系,故在與基波合成時(shí)會(huì )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(lái)。由上所述,之所以要把基波分解成三個(gè)分量,是為了方便對系統的分析和狀態(tài)的判別,如出現零序很多情況就是發(fā)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(chǎn)生了誤差,因此諧波是個(gè)外來(lái)的干擾量,其數值并不是我們分析時(shí)想要的,就如三次諧波對零序分量的干擾。
常見(jiàn)四種短路故障的特點(diǎn)分析:
一、 單相接地短路故障
單相接地故障錄波圖特點(diǎn):
1、一相電流增大,一相電壓降低;出現零序電流、零序電壓。
2、電流增大、電壓降低為同一相別。
3、零序電流相位與故障相電流同相,零序電壓與故障相電壓反相。
二、兩相短路故障
兩相短路故障錄波圖特點(diǎn):
1、兩相電流增大,兩相電壓降低;沒(méi)有零序電流、零序電壓。
2、電流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。
3、兩個(gè)故障相電流基本反相。
三、兩相接地短路故障
兩相接地短路故障錄波圖特點(diǎn):
1、兩相電流增大,兩相電壓降低;出現零序電流、零序電壓。
2、電流增大、電壓降低為相同兩個(gè)相別。
四、三相短路
三相短路故障錄波圖特點(diǎn):
1、三相電流增大,三相電壓降低;沒(méi)有零序電流、零序電壓。