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正序、零序和负序电压


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。 我的理解是, 将已存在的一组不对称向量, 用零序、 正序、 负序共同来合成表示。 且零序、正序、负序根据不对称向量的不同而不同,但是正序、负序、零序一定 要满足定义。正序:A 领先 B120 度但幅值相等,以此类推。负序:C 领先 B120 度但幅值相等,以此类推。零序:大小、方向相同的三个向量。 在大型发电机组上一般为可靠装设两套独立的逆功率保护,即程序跳闸逆功率和 单纯的电气逆功率保护,后者一般有一定的延时,(3min)逆功率保护反应发电机从 系统吸收有功的大小,且受 TV 断线闭锁.允许发电机逆功率的大小,一般最大不超 过额定有功功率的 10%,各机组整定值不尽相同,1%-10%之间. 发电机失磁故障是指发电机的励磁突然消失或部分消失。对于失磁的原因有:转 子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、及回路发生故障等。 当发电机完全失去励磁时,励磁电流将逐渐衰减至零。由于发电机的感应电势 Ed 随着励磁电流的减小而减小,因此,其励磁转矩也将小于原动机的转矩,因

此引起转子加速,使发电机的功角 δ 增大。当 δ 超过静态稳定极限角时,发电 机与系统失去同步。发电机失磁后将从系统中吸取感性无功供给转子励磁电流, 在定子绕组中感应出电势。 在发电机超过同步转速后,转子回路中将感应出频率 为 ff-fs(fs 为系统频率、ff 为发电机频率)的电流,此电流产生异步制动转矩, 当异步转矩与原动机转矩达到平衡时,即进入稳定的异步运行。 当发电机异步运行时, 将对发电机及电力系统产生巨大的应影响。⑴需要从系统 中吸收很大的无功功率以建立发电机磁场。 ⑵由于从电力系统中吸收无功功率将 引起电力系统的电压下降, 如果电力系统的容量较小或无功储备不足,则可能使 失磁的发电机端电压、 升压变压器高压侧的母线电压、及其它的临近点的电压低 于允许值, 从而破坏了负荷与电源间的稳定运行,甚至引起电压崩溃而使系统瓦 解。 ⑶由于失磁发电机吸收了大量的无功功率,因此为了防止其定子绕组的过电 流,发电机所发的有功功率将减少。⑷失磁发电机的转速超过同步转速,因此, 在转子及励磁回路中将产生频率为 ff-fs 的交流电流,因而形成附加的损耗,使 发电机转子和励磁回路过热。对于水轮机,①其异步功率较小,必须在较大的转 差下运行,才能发出较大的功率。②由于水轮机的调速器不够灵敏,时滞大,乃 至可能在功率未达到平衡时就以超速, 使发电机与系统解列。 ③其同步电抗较小, 异步运行时,则需要从电网吸收大量的无功功率。④其纵轴和横轴不对称,异步 运行时,机组震动较大等因素的影响,因此发电机不允许失磁。因此必须加装失 磁保护。


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