关于三相电网中正序、负序、零序电流的概念
hubeixp
hubeixp Lv.11
2007年10月24日 10:58:13
只看楼主

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,就可以知到系统出了毛病(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。

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,就可以知到系统出了毛病(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,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,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。
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hubeixp
2007年10月24日 11:01:52
2楼
例如:如在系统中A相的电流是10A;B相的电流15A;C相的电流是20A,那么N线(零线)的电流应该是多少?各相的正序,负序,零序分量?
已知Ia=10,Ib=15e-j120°,Ic=20e120°.按理说I顶上要加一点,代表是一个向量,电脑打不出来,书写时应加上,别忘了。以下同。

一,求A相正序,负序,零序电流。

Ia1=1/3(Ia+a*Ib+a2*Ic)

=1/3(10+15e-j120°+j120°+20ej120°+j240°)
=1/3(10+15ej0°+20ej360°)
=1/3(10+15*cos0°+15*sin0°+20*cos360°+20*sin360°)
=1/3(10+15+20)=15

Ia2=1/3(Ia+a2Ib+aIc)

=1/(10+15ej-120°+j240°+20ej120°+j120°)
=1/3(10+15ej120°+20ej240°)
=1/3(10+〔15cos(180-60)°+j15sin(90+30)°-[20cos(180+60)°-j20sin(180+60)°])

=1/3(10-15cos60°+j15cos30°-20cos60°-j20sin60°)
=1/3(10-15/2+j15*0.866-20/2-j20*0.866)
=1/3(10-7.5+j12.99-10-j17.32)
=1/3(-7.5-j4.33)
=-2.5-j1.44=2.88ej210°

Ia0=1/3(10+15e-j120°+20ej120°)

=1/3(10+15cos[180+60]°+15sin[180+60]°+20cos[180-60]°+j20sin[90+30]°)

=1/3(10-15cos60°-j15sin60°-20cos60°+j20cos30°)

=1/3(10-15/2-j15*0.866-20/2+j20*0.866
=1/3(10-7.5-j12.99-10+j17.32)
=1/3(-7.5+j4.33)
=-2.5+j1.44=2.88ej150°

二,求B相的正序,负序电流。

Ib1=a2*Ia1=15ej-120
Ib2=a*Ia2=2.88ej(210+120)°=2.88e-j30°

三,求C相的正负序电流。

Ic1=a*Ia1=15ej120°
Ic2=a2*Ia2=2.88ej[210+240]°=2.88ej90°

四,求三相零序电流。

Ia0=Ib0=Ic0=2.88ej150°

五,求流过N相电流。

In=Ia0+Ib0+Ic0=3*2.88=8.64(安)
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