零序分量

電力系統屬於三相系統，理想條件下三相參數均對稱。但是由於三相負載差異，三相線路以及電源差異，一般電網都處於不對稱運行中。對不對稱三相電網進行分析時，可以用對稱分量法分解為正序、負序、零序分量。零序分量屬於三相同大小同相位的分量。

基本介紹

• 中文名：零序分量
• 外文名：Zero sequence component
• 套用：零序保護、距離繼電器

推導過程

由線性數學計算可知:三個不對稱的相量，可以唯一分解為三組對稱的相量 (分量)。對稱分量法是電力系統分析的常用方法, 在繼電保護的現場試驗也有廣泛的套用。 在對繼電保護裝置、 故障錄波裝置等做零、 負序的相關實驗時, 常常會涉及到將三組序分量 ( 電壓或電流) 合成為三相相量, 或者將不對稱的三相相量分解為序分量。

對於一組三相不對稱的相量，可以用對稱分量法進行分解。取其中一相進行分析，用矩陣表示為

其中， 稱為正序分量， 稱為負序分量， 稱為零序分量，三序分量大小各自相同，正序分量按逆時針分布，負序分量按順時針分布，零序分量三相相位相同。

套用

配電網故障定位

小電流接地系統單相接地的故障定位因其定位的困難性，一直是電力系統領域研究的熱點。國內外已經有不少配電網故障定位方面的方法被提出，大部分都集中在阻抗法與行波法心一。採用行波法需要專門的硬體設備，投資較大，技術複雜，並且存在反射波識別和近區定位死區的問題。若採用阻抗法，可以一定程度上克服定為死區的問題，而且可以利用大量現有的設備，硬體投資相對較小，容易實現。經研究，小電流接地系統在發生單相接地故障時其電流值電壓值等電力參數會發生一系列的變化，這些特性所反映的故障信息如果被成功提取便會給我們的定位帶來很大的幫助¨

當配電網路發生小電流接地故障時，相當於在故障點附加一個與故障前電壓幅值相等、極性相反的虛擬電壓源。故障點上游的動態過程為上游線路與健全線路共同在虛擬電壓源作用下的回響，下游線路動態過程為下游線路在虛擬電壓源作用下的回響。

小電流接地零序網路

對於故障點同側的2個檢測點而言，其零序電流之差為兩檢測點間的分布電容電流，由於兩檢測點間的分布電容較小，所以兩檢測點間的零序電流幅值相差不大。

而故障點兩側的零序電流，由於線路的電阻、電感及分布電容值相差較大，所以故障點兩側的零序電流幅值相差較大。

利用上述原理，進行接地故障點的區段定位。具體實現過程如下：
1)設檢測點故障信號採集裝置採集到的零序電流值，定義故障區段故障參數。
2)對不同檢測點信號採集裝置採集到的零序電流值進行計算，求得各檢測點的故障參數。
3)比較各檢測點的故障參數，參數差最大的區段即為故障區段。

距離繼電器

電力系統在一定程度上可以看做是線性系統，所以適用於電路中的疊加原理。對於線路中發生的任何故障都可看做是故障前系統和故障附加系統的疊加，對於基於故障附加系統的保護，由於僅由故障附加網路來決定其性能，從而使此類保護具有較高的靈敏度，性能穩定，不受故障前負荷，兩側電勢夾角等因素影響。

零序電壓分布圖

對於區內故障，由於零序電壓源在保護範圍內部，按照動作電壓方程求出的電壓量為零序電壓分布曲線 k1 的延長線上的虛假電壓量，由於為線性關係，從而使動作方程滿足；相反，對於正向區外以及反向故障，按照動作電壓公式求出的保護範圍邊界的零序電壓即為電壓分布曲線上 Y 點的電壓量，不滿足動作方程。

零序距離繼電器具有不受故障前負荷，系統運行方式，系統振盪等因素影響的特點，由於最終的動作公式為模量比較，現場實現簡單可靠具有較強的抗干擾及耐過渡電阻能力。由於零序距離繼電器所有動作量為零序電氣量，啟動後可以長期穩定，而且電壓迴路異常後，可以改用開口三角形輸出電壓實現。