電力系統(tǒng)正序、負(fù)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(dāng)今全球的交流電力系統(tǒng)一般都是 ABC 三相的，而電力系統(tǒng)的正序，負(fù)序，零序分量便是根據(jù) 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(fù)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(tǒng)里面什么時(shí)候分別用到什么保護(hù)？
三相短路故障和正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)里面是正序。
單相接地故障時(shí)候，系統(tǒng)有正序、負(fù)序和零序分量。兩相短路故障時(shí)候，系統(tǒng)有正序和負(fù)序分量。
兩相短路接地故障時(shí)，系統(tǒng)有正序、負(fù)序和零序分量。
三相電網(wǎng)中正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、 電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng)，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(shù)值為零） 。
對(duì)于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對(duì)稱，因此負(fù)序和零序分量的數(shù)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(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)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(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知到系統(tǒng)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(dāng)然實(shí)際工程上是直接測(cè)各分量的。由于上不了圖，請(qǐng)大家按文字說(shuō)明在紙上畫圖。 從已知條件畫出系統(tǒng)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(fù)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(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)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(zhuǎn)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(duì)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(duì)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(zhuǎn) 120 度，C 相順時(shí)針轉(zhuǎn) 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。
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(fù)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(tǒng)里面什么時(shí)候分別用到什么保護(hù)？
三相短路故障和正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)里面是正序。
單相接地故障時(shí)候，系統(tǒng)有正序、負(fù)序和零序分量。兩相短路故障時(shí)候，系統(tǒng)有正序和負(fù)序分量。
兩相短路接地故障時(shí)，系統(tǒng)有正序、負(fù)序和零序分量。
三相電網(wǎng)中正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、 電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng)，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(shù)值為零） 。
對(duì)于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對(duì)稱，因此負(fù)序和零序分量的數(shù)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(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)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(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知到系統(tǒng)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(dāng)然實(shí)際工程上是直接測(cè)各分量的。由于上不了圖，請(qǐng)大家按文字說(shuō)明在紙上畫圖。 從已知條件畫出系統(tǒng)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(fù)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(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)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(zhuǎn)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(duì)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(duì)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(zhuǎn) 120 度，C 相順時(shí)針轉(zhuǎn) 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(fù)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(zhuǎn) 120 度，C 相逆時(shí)針轉(zhuǎn) 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(tǒng)故障的大概情況，如為何出現(xiàn)單相接地時(shí)零序保護(hù)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(xiàn)出正序、負(fù)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(duì)系統(tǒng)的分析和狀態(tài)的判別，如出現(xiàn)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(duì)測(cè)量產(chǎn)生了誤差，因此諧波是個(gè)外來(lái)的干擾量，其數(shù)值并不是我們分析時(shí)想要的，就如三次諧波對(duì)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(xiàn)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(xiàn)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。
