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关于零序电流的方向

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-24 9:34:08

洪佩孙
河海大学　南京　210098 1　继电保护装置接线中易形成零序（包括负序）电流方向测量错误的原因　　
　　迄今为止，反应零序电流的继电保护仍是检测三相系统接地故障的主要方法。系统接地故障时，零序电流的流动由系统零序阻抗分布确定，即使在单侧电源简单的情况下，有时也要加方向判别。多年的实践表明，由于零序回路接线的原因，使零序电流方向误测，而引起保护装置误动作时有发生，其原因有以下几点：
（1）零序电压U₀与零序电流I₀之间相位关系与一般电压与所形成的电流相位关系相反。
　　在三相系统不对称的情况下，故障点产生零序电压U₀，在U₀作用下，系统中出现零序电流I₀。U₀按规定以电压降表示，而I₀的方向可由规定的故障电流方向来定，由于已规定故障电流是流向故障点，所以I₀也应规定流向故障点为正方向，这样才能满足下列替代式的关系。

由于这一规定，当Z₀_Σ为感性时，　　I_D₀为“容”性电流，反之亦然，这与习惯不同，容易造成错误。
　　（2）电力系统规定的电流方向（即定义的电流方向）与零序电流规定的方向（即实际的零序电流方向）未加区别，混为一谈。
　　电力系统中规定由母线流出的电流为正方向。
这一电流方向的定义确定了测量保护回路电流互感器仪表、继电器等的极性连接，他与送入二次回路的实际电流方向无关，自母线流向线路的实际零序电流则应按上述规定的方向来确定。
　　如果把电力系统规定的电流方向就认为是零序电流的正方向，则可能发生错误。
　　（3）在某些资料和教科书中，对零序电流规定的方向有错误，或者前后说法不一致。
　　应该指出，零序电流方向的规定不是一个理论问题，而是实际应用问题，在有些情况下，对电流方向这一概念不一定需要重视，而在继电保护中却是一个重要问题，错误的方向判别会导致严重后果。

2　几种典型情况下的零序电流方向及相位角分析　

　相位角是I₀落后U₀的角度，即ArgU₀／I₀。
（1）大电流接地系统
　　图1为零序网络图，接地故障点D出现零序电压U_D₀，图中虚线为规定的I₀流动路线。设零序网中阻抗角为为φ₀（感性），则零序电流I₀_Ⅰ、I₀_Ⅱ超前U_D₀（180°－φ₀）角。如φ₀为感性90°，则I₀_Ⅰ、I₀_Ⅱ均为容性90°。

　　另一方面，按系统电流极性规定，流入线路Ⅰ、Ⅱ方向继电器的电流为：
    完好线路中，I_M_o_Ⅰ滞后U_D₀为
     180°－（180°－φ₀）＝φ₀，为感性；
    故障线路中，I_M₀_Ⅱ超前U_D₀为（180°－φ₀），为容性。
　　故为了正确判断故障方向，装在线路上的零序方向继电器最大灵敏角应为180°－φ₀。（2）中点不接地系统
　　见图2，D点一相接地，故障点零序电压仍为U_D₀，由于中点不接地，零序电流只有通过相—地电容产生，故图中I₀_Ⅰ、I₀_Ⅱ均为感性。

　　为正确判断方向，装在线路上的零序方向继电器最大灵敏角应为感性90°，即＋90°。
　　对补偿接地系统中零序电流分布情况可类推。

3　零序电流及零序电压极性定义

　　为了向零序方向继电器中接入正确相位的零序电压与电流，需要正确规定滤过器输出的极性。
按定义　　

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