1、当前世界上的交流电力系统一般都是 ABC 三相的，而电力系统的正序，负序，零序分量便是根据 ABC 三相的顺序来定的。 正序：A 相领先 B 相 120 度，B 相领先 C 相 120 度，C 相领先 A 相 120 度。 负序：A 相落后 B 相 120 度，B 相落后 C 相 120 度，C 相落后 A 相 120 度。 零序：ABC 三相相位相同，哪一相也不领先，也不落后。 系统里面什么时候分别用到什么保护？ 三相短路故障和正常运行时，系统里面是正序。 单相接地故障时候，系统有正序负序和零序分量。 两相短路故障时候，系统有正序和负序分量。 两相短路接地故障时，系统有正序负序和零序分量。1
2、、 零序电流:在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即 Ia+Ib+IC=0 如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流）这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。2、零序电抗：零序参数(阻抗)与网络结构,特别是和变压器的接线方式及中性点接地方
3、式有关。一般情况下,零序参数(阻抗)及零序网络结构与正、负序网络不一样。对于变压器,零序电抗则与其结构(三个单相变压器组还是三柱变压器)、绕组的连接(或 Y)和接地与否等有关。 当三相变压器的一侧接成三角形或中性点不接地的星形时,从这一侧来看,变压器的零序电抗总是无穷大的。因为不管另一侧的接法如何,在这一侧加以零序电压时,总不能把零序电流送入变压器。所以只有当变压器的绕组接成星形,并且中性点接地时,从这星形侧来看变压器,零序电抗才是有限的(虽然有时还是很大的)。 对于输电线路,零序电抗与平行线路的回路数,有无架空地线及地线的导电性能等因素有关。零序电流在三相线路中是同相的,互感很大,因而零序电
4、抗要比正序电抗大,而且零序电流将通过地及架空地线返回,架空地线对三相导线起屏蔽作用,使零序磁链减少,即使零序电抗减小。 平行架设的两回三相架空输电线路中通过方向相同的零序电流时,不仅第一回路的任意两相对第三相的互感产生助磁作用,而且第二回路的所有三相对第一回路的第三相的互感也产生助磁作用,反过来也一样.这就使这种线路的零序阻抗进一步增大。零序电流在 三 相 四 线 电 路 中 ， 三 相 电 流 的 相 量 和 等 于 零 ， 即 Ia+Ib+IC=0 如 果 在 三 相 四 线 中 接 入 一 个 电 流 互 感 器 ， 这 时 感 应 电 流 为 零 。 当 电 路 中 发 生 触 电 或
5、 漏 电 故 障时 ， 回 路 中 有 漏 电 电 流 流 过 ， 这 时 穿 过 互 感 器 的 三 相 电 流 相 量 和 不 等 零 ， 其 相 量 和 为 ： Ia+Ib+Ic=I(漏 电 电 流 ） 这 样 互 感 器 二 次 线 圈 中 就 有 一 个 感 应 电 压 ， 此 电 压 加 于 检 测 部 分 的 电 子 放 大 电 路 ， 与 保 护 区装 置 预 定 动 作 电 流 值 相 比 较 ， 如 大 于 动 作 电 流 ， 即 使 灵 敏 继 电 器 动 作 ， 作 用 于 执 行 元 件 掉 闸 。 这里 所 接 的 互 感 器 称 为 零 序 电 流 互 感 器 ，
6、 三 相 电 流 的 相 量 和 不 等 于 零 ， 所 产 生 的 电 流 即 为 零 序电 流 。 产 生 零 序 电 流 的 两 个 条 件 : 1、 无 论 是 纵 向 故 障 、 还 是 横 向 故 障 、 还 是 正 常 时 和 异 常 时 的 不 对 称 ， 只 要 有 零 序 电 压 的 产生 ； 2、 零 序 电 流 有 通 路 。 以 上 两 个 条 件 缺 一 不 可 。 因 为 缺 少 第 一 个 ， 就 无 源 泉 ； 缺 少 第 二 个 ， 就 是 我 们 通 常 讨 论 的 “有 电 压 是 否 一 定 有 电 流 的 问 题 。 零 序 公 式 :3U0=UA+
7、UB+UC,3I0=IA+IB+IC 正 序 、 负 序 、 零 序 的 出 现 是 为 了 分 析 在 系 统 电 压 、 电 流 出 现 不 对 称 现 象 时 ， 把 三 相 的 不 对 称分 量 分 解 成 对 称 分 量 （ 正 、 负 序 ） 及 同 向 的 零 序 分 量 。 只 要 是 三 相 系 统 ， 就 能 分 解 出 上 述 三 个 分量 （ 有 点 象 力 的 合 成 与 分 解 ， 但 很 多 情 况 下 某 个 分 量 的 数 值 为 零 ） 。 对 于 理 想 的 电 力 系 统 ， 由 于三 相 对 称 ， 因 此 负 序 和 零 序 分 量 的 数 值 都
8、为 零 （ 这 就 是 我 们 常 说 正 常 状 态 下 只 有 正 序 分 量 的 原 因） 。 当 系 统 出 现 故 障 时 ， 三 相 变 得 不 对 称 了 ， 这 时 就 能 分 解 出 有 幅 值 的 负 序 和 零 序 分 量 度 了 （ 有时 只 有 其 中 的 一 种 ） ， 因 此 通 过 检 测 这 两 个 不 应 正 常 出 现 的 分 量 ， 就 可 以 知 道 系 统 出 了 毛 病 （ 特别 是 单 相 接 地 时 的 零 序 分 量 ） 。 下 面 再 介 绍 用 作 图 法 简 单 得 出 各 分 量 幅 值 与 相 角 的 方 法 ， 先 决 条件 是
9、已 知 三 相 的 电 压 或 电 流 （ 矢 量 值 ） ， 当 然 实 际 工 程 上 是 直 接 测 各 分 量 的 。 由 于 上 不 了 图 ， 请大 家 按 文 字 说 明 在 纸 上 画 图 。 从 已 知 条 件 画 出 系 统 三 相 电 流 （ 用 电 流 为 例 ， 电 压 亦 是 一 样 ） 的 向 量 图 （ 为 看 很 清 楚 ， 不 要画 成 太 极 端 ） 。 (1 ) 求 零 序 分 量 ： 把 三 个 向 量 相 加 求 和 。 即 A 相 不 动 ， B 相 的 原 点 平 移 到 A 相 的 顶 端 （箭 头 处 ） ， 注 意 B 相 只 是 平 移
10、， 不 能 转 动 。 同 方 法 把 C 相 的 平 移 到 B 相 的 顶 端 。 此 时 作 A 相原 点 到 C 相 顶 端 的 向 量 （ 些 时 是 箭 头 对 箭 头 ） ， 这 个 向 量 就 是 三 相 向 量 之 和 。 最 后 取 此 向 量 幅值 的 三 分 一 ， 这 就 是 零 序 分 量 的 幅 值 ， 方 向 与 此 向 量 是 一 样 的 。 (2） 求 正 序 分 量 ： 对 原 来 三 相 向 量 图 先 作 下 面 的 处 理 ： A 相 的 不 动 ， B 相 逆 时 针 转 120度 ， C 相 顺 时 针 转 120 度 ， 因 此 得 到 新 的
11、 向 量 图 。 按 上 述 方 法 把 此 向 量 图 三 相 相 加 及 取 三 分 一， 这 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 别 画 出 B、 C 两 相 。 这 就得 出 了 正 序 分 量 。 (3） 求 负 序 分 量 ： 注 意 原 向 量 图 的 处 理 方 法 与 求 正 序 时 不 一 样 。 A 相 的 不 动 ， B 相 顺 时针 转 120 度 ， C 相 逆 时 针 转 120 度 ， 因 此 得 到 新 的 向 量 图 。 下 面 的 方 法 就 与 正 序 时 一 样 了 。 通 过 上
12、 述 方 法 大 家 可 以 分 析 出 各 种 系 统 故 障 的 大 概 情 况 ， 如 为 何 出 现 单 相 接 地 时 零 序 保 护 会动 作 ， 而 两 相 短 路 时 基 本 没 有 零 序 电 流 。 在 这 里 再 说 说 各 分 量 与 谐 波 的 关 系 。 由 于 谐 波 与 基 波 的 频 率 有 特 殊 的 关 系 ， 故 在 与 基 波 合 成时 会 分 别 表 现 出 正 序 、 负 序 和 零 序 特 性 。 但 我 们 不 能 把 谐 波 与 这 些 分 量 等 同 起 来 。 由 上 所 述 ， 之所 以 要 把 基 波 分 解 成 三 个 分 量 ，
13、是 为 了 方 便 对 系 统 的 分 析 和 状 态 的 判 别 ， 如 出 现 零 序 很 多 情 况 就是 发 生 单 相 接 地 ， 这 些 分 析 都 是 基 于 基 波 的 ， 而 正 是 谐 波 叠 加 在 基 波 上 而 对 测 量 产 生 了 误 差 ， 因此 谐 波 是 个 外 来 的 干 扰 量 ， 其 数 值 并 不 是 我 们 分 析 时 想 要 的 ， 就 如 三 次 谐 波 对 零 序 分 量 的 干 扰 。零序电流保护在运行中需注意以下问题：(1)当电流回路断线时，可能造成保护误动作。这是一般较灵敏的保护的共同弱点，需要在运行中注意防止。就断线机率而言，它比距离
14、保护电压回路断线的机率要小得多。如果确有必要，还可以利用相邻电流互感器零序电流闭锁的方法防止这种误动作。(2)当电力系统出现个对称运行时，也会出现零序电流，例如变压器三相参数个同所引起的不对称运行，单相重合闸过程中的两相运行，三相重合闸和手动合闸时的三相断路器不同期，母线倒闸操作时断路器与隔离开关并联过程或断路器正常环并运行情况下，由于隔离开关或断路器接触电阻三相不一致而出现零序环流，以及空投变压器时产生的不平衡励磁涌流，特别是在空投变压器所在母线有中性点接地变压器在运行中的情况下，可能出现较长时间的不平衡励磁涌流和直流分量等等，都可能使零序电流保护启动。(3)地理位置靠近的平行线路，当其中一
15、条线路故障时，可能引起另一条线路出现感应零序电流，造成反分向侧零序方向继电器误动作。如确有此可能时，可以改用负序方向继电器，来防止上述方向继电器误判断。(4)由于零序方向继电器交流回路平时没有零序电流和零序电压，回路断线不易被发现；当继电器零序电压取自电压互感器开口三角侧时，也不易用较直观的模拟方法检查其方向的正确性，因此较容易因交流回路有问题而使得在电网故障时造成保护拒绝动作和误动作。零序电流保护利 用 接 地 时 产 生 的 零 序 电 流 使 保 护 动 作 的 装 置 ， 叫 零 序 电 流 保 护 。 在 电 缆 线 路 上 都 采 用 专 门的 零 序 电 流 互 感 器 来 实
16、现 接 地 保 护 。 1零 序 电 流 保 护 ： 中 性 点 直 接 接 地 系 统 发 生 接 地 短 路 ， 将 产 生 很 大 的 零 序 电 流 ， 利 用 零 序 电 流分 量 构 成 保 护 ， 可 以 作 为 一 种 主 要 的 接 地 短 路 保 护 。 零 序 过 流 保 护 不 反 应 三 相 和 两 相 短 路 ， 在 正常 运 行 和 系 统 发 生 振 荡 时 也 没 有 零 序 分 量 产 生 ， 所 以 它 有 较 好 的 灵 敏 度 。 但 零 序 过 流 保 护 受 电 力系 统 运 行 方 式 变 换 影 响 较 大 ， 灵 敏 度 因 此 降 低 ，
17、特 别 是 短 距 离 线 路 上 以 及 复 杂 的 环 网 中 ， 由 于 速动 段 的 保 护 范 围 太 小 ， 甚 至 没 有 保 护 范 围 ， 致 使 零 序 电 流 保 护 各 段 的 性 能 严 重 恶 化 ， 使 保 护 动 作时 间 很 长 ， 灵 敏 度 很 低 。带方向性和不带方向性的零序电流保护是简单而有效的接地保护方式,其优点是 :1、结构与工作原理简单, 正确动作率高于其他复杂保护。2、整套保护中间环节少, 特别是对于近处故障,可以实现快速动作 ,有利于减少发展性故障。3 、在电网零序网络基本保持稳定的条件下,保护范围比较稳定。 4、保护反应零序电流的绝对值,受
18、故障过渡电阻的影响较小。5、保护定值不受负荷电流的影响,也基本不受其他中性点不接地电网短路故障的影响,所以保护延时段灵敏度允许整定较高。采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时,如其他相再发生故障 ,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。故增设一套不灵敏一段
19、保护。不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的,其动作电流大, 能躲开上述非全相情况下的零序电流,两者都是瞬时动作的在计算电力系统不平衡情况下引用了对称分量法，即任何三相不平衡的电流、电压或阻抗都可以分解成为三个平衡的相量成分即正相序（UA1、UB1 、UC1） 、负相序（UA2、UB2、UC2）和零相序（ UA0、UB0、UC0） ，即有：UA=UA1+UA2+UA0，UB=UB1+UB2+UB0，UC=UC1+UC2+UC0，其正相序的相序（顺时方向）依次为UA1、UB1、UC1，大小相等，互隔 120 度；负相序的相序（逆时方向）依次为 UA2、UB2、UC2，大小相等，互隔120 度；零相序大小相等且同相，各相序都是按逆时针方向旋转。在对称分量法中引用算子 a，其定义是单位相量依逆时针方向旋转 120 度，则有：UA0=1/3（UA+UB+UC） ，UA1=1/3（UA+aUB+aaUC） ，UA2=1/3 （UA+aaUB+aUC ）注意以上都是以 A 相为基准，都是矢量计算。知道了 UA0 实际也知道了 UBO 和 VCO，同样知道了 UA1 也就知道了UB1 和 UC1，知道了 UA2 也就知道了 UB2 和 UC2
