零序分量

零序分量配電網(wǎng)故障定位

小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障定位因其定位的困難性，一直是電力系統(tǒng)領(lǐng)域研究的熱點。國內(nèi)外已經(jīng)有不少配電網(wǎng)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。采用行波法需要專門的硬件設(shè)備，投資較大，技術(shù)復(fù)雜，并且存在反射波識別和近區(qū)定位死區(qū)的問題。若采用阻抗法，可以一定程度上克服定為死區(qū)的問題，而且可以利用大量現(xiàn)有的設(shè)備，硬件投資相對較小，容易實現(xiàn)。經(jīng)研究，小電流接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時其電流值電壓值等電力參數(shù)會發(fā)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(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生小電流接地故障時，相當(dāng)于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(tài)過程為上游線路與健全線路共同在虛擬電壓源作用下的響應(yīng)，下游線路動態(tài)過程為下游線路在虛擬電壓源作用下的響應(yīng)。

對于故障點同側(cè)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，由于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(cè)的零序電流，由于線路的電阻、電感及分布電容值相差較大，所以故障點兩側(cè)的零序電流幅值相差較大。

利用上述原理，進(jìn)行接地故障點的區(qū)段定位。具體實現(xiàn)過程如下：

1)設(shè)檢測點故障信號采集裝置采集到的零序電流值，定義故障區(qū)段故障參數(shù)。

2)對不同檢測點信號采集裝置采集到的零序電流值進(jìn)行計算，求得各檢測點的故障參數(shù)。

3)比較各檢測點的故障參數(shù)，參數(shù)差最大的區(qū)段即為故障區(qū)段。

零序分量距離繼電器

電力系統(tǒng)在一定程度上可以看做是線性系統(tǒng)，所以適用于電路中的疊加原理。對于線路中發(fā)生的任何故障都可看做是故障前系統(tǒng)和故障附加系統(tǒng)的疊加，對于基于故障附加系統(tǒng)的保護(hù)，由于僅由故障附加網(wǎng)絡(luò)來決定其性能，從而使此類保護(hù)具有較高的靈敏度，性能穩(wěn)定，不受故障前負(fù)荷，兩側(cè)電勢夾角等因素影響。

對于區(qū)內(nèi)故障，由于零序電壓源在保護(hù)范圍內(nèi)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，由于為線性關(guān)系，從而使動作方程滿足；相反，對于正向區(qū)外以及反向故障，按照動作電壓公式求出的保護(hù)范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(fù)荷，系統(tǒng)運行方式，系統(tǒng)振蕩等因素影響的特點，由于最終的動作公式為模量比較，現(xiàn)場實現(xiàn)簡單可靠具有較強的抗干擾及耐過渡電阻能力。由于零序距離繼電器所有動作量為零序電氣量，啟動后可以長期穩(wěn)定，而且電壓回路異常后，可以改用開口三角形輸出電壓實現(xiàn)。 2100433B

由線性數(shù)學(xué)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(tǒng)分析的常用方法, 在繼電保護(hù)的現(xiàn)場試驗也有廣泛的應(yīng)用。 在對繼電保護(hù)裝置、 故障錄波裝置等做零、 負(fù)序的相關(guān)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。

對于一組三相不對稱的相量，可以用對稱分量法進(jìn)行分解。取其中一相進(jìn)行分析，用矩陣表示為

其中，

交流電力系統(tǒng)中有三根導(dǎo)線，分為ABC三相，正常情況下三相電壓、電流對稱，相位相差120°。但在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ABC三相不再對稱，為便于分析，可將電壓、電流分解為正序、負(fù)序和零序三種分量。2100433B

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(fù)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。

線路的各序電抗都是線路某一相自感電抗X_L和其他兩相對應(yīng)相序電流所產(chǎn)生互感電抗X_M的相量和。對于正序或負(fù)序分量，因三相幅值相等，相位角互為120°，任意兩相電流正（負(fù)）序分量的相量和均與第二相正（負(fù)）序分量的大小相等，方向相反，故線路的正、負(fù)序電抗有X₁ =X₂=X_L-X_M。由于零序分量三相同向，零序自感電動勢和互感電動勢相位相同，故線路的零序電抗X₀=X_L 2X_M，因此線路的零序電抗X₀大于線路正序電抗X₁或負(fù)序電抗X₂。