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(fā)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(qū)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(zhí)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(chǎn)生的電流即為零序電流。
產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對稱現(xiàn)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(tǒng),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(shù)值為零)。對于理想的電力系統(tǒng),由于三相對稱,因此負序和零序分量的數(shù)值都為零(這就是我們常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因)。當系統(tǒng)出現(xiàn)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(xiàn)的分量,就可以知道系統(tǒng)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(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)。
(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(zhuǎn)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(zhuǎn)120度,c相順時針轉(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(zhuǎn)120度,c相逆時針轉(zhuǎn)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(tǒng)故障的大概情況,如為何出現(xiàn)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(guān)系。由于諧波與基波的頻率有特殊的關(guān)系,故在與基波合成時會分別表現(xiàn)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(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測量產(chǎn)生了誤差,因此諧波是個外來的干擾量,其數(shù)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。