#电力#
前言
本人大学是学电子的,现在却在一家电力公司上班,经常要接触很多电力方面的知识。这不,最近一个新项目,需要了解电力系统中的正序、负序、零序的概念,并且自己把对称分量法的公式进行了推导。故在这里小小记录一下。

开始之前先了解几个简单基础知识。

①在交流电中,计算时,经常使用的电压、电流、阻抗都是复数概念的。
正弦交流电的三角函数表达式和波形图可以表示交流电的正弦三要素特征,但是对于计算就不是特别方便。所以引入相量法来分析计算正弦激励线性电路,就是将三角函数运算转换为复数形式的代数运算。复数中的运算法则就是模相±/;辅角相±/。复数中旋转把一个向量旋转θ度,则相当于该向量乘以e^(iθ),i复数虚部。

②角度是按照逆时针的方向计算的。
现在正是介绍什么是正序、负序、零序?干嘛用的?怎么计算的?
世界上的交流电力系统都是ABC三相的。而正序、负序、零序都是根据ABC三相的顺序来定的。这三个是相对于从电源端输出的三相电的顺序而定的。

1.用最普通的语言描述如下:
正序:A相领先B相120°,B相领先C相120°,C相领先A相120°。(ABC)
负序:A相落后B相120°,B相落后C相120°,C相落后A相120°。(ABC)
零序:ABC三相相位相同。
其实这三个小东东是用在对称相量法中的。

**注意区分正序和逆序。
这里所说的是对于产生交流电动势端,产生三路电动势为L1,L2,L3,如果他的相序为,L1相超前L2相120°,L2相超前L3相120°,L3相又超前L3相120°,这种相序L1→L2→L3,为正序,反之,相序为L1→L3→L2,为逆序(也称负序),就是对于正序来说,任意交换两相都是逆序。在实际的三相制供电系统中,普遍采用正序,也就是说输送线路都是正序,只是测量的时候,测得是正序还是逆序。

2.对称分量法
把三相不平衡的电流、电压分解成三组对称的正序分量、负序分量、零序分量;
这样就能把不平衡问题转换为平衡问题。

在对称相量法中,可以将任意三相系统中的不对称的三相量分解为对称的三序分量,即正序分量、负序分量、零序分量。分解成这三个分量便于分析电路中故障。

正序分量:三相量大小相等,互差120°,并且系统正常运行的相序相同。
负序分量:三相量大小相等,互差120°,并且系统正常运行的相序相反。
零序分量:三相量大小相等,相位一致。
(可以把这三个分量理解为三个基准,像力的正交分解一样)
正序分量、负序分量、零序分量如下所示

假设正序分量的三个相量为Fa1、Fb1、Fc1;负序分量的三个相量为Fa2、Fb2、Fc2;
零序分量的三个相量为Fa0、Fb0、Fc0;
如果把这三组对称相量进行合成,可得三组非对称相量,各个分量里以A相作为基准。记为Fa、Fb、Fc;
则写成表达式为

Fa=Fa1+Fa2+Fa0;
Fb=Fb1+Fb2+Fb0; ——式1
Fc=Fc1+Fc2+Fc0;

又因为他们都是对称的相量,因为以A相作为基准,那么其他B、C相可以经过旋转240度、120度可得。因为上述的相量都是用复数表示的,故
Fb1相当于Fa1逆时针旋转240度,旋转240度在复数里面表示为e^(j240),j为虚部。即·

Fb1=e^(j240) Fa1=a^2Fa1; Fb2=e^(120) Fa2=aFa2; Fb0=Fa0=Fc0
Fc1=e^(j120) Fa1=aFa1;Fc2=e^(j240) Fa2=a^2Fa2; 其中a=e^(j240)。

代入式1中可得

Fa=Fa1+Fa2+Fa0;
Fb=a^2Fa1+aFa2+Fa0; 写成行列式如下式2;
Fc=aFa1+a^2Fa2+Fa0;

其逆关系为 如下式3

式3说明三个不对称的相量可以唯一地分解成为三组对称的相量,即对称分量。
将式3变换关系应用于基频电压(或电流),即

Ua1 = 1/3(Ua + a^2 Ub + a Uc);
Ua2 = 1/3(Ua + a Ub + a^2 Uc);
Ua0 = 1/3(Ua + Ub + Uc);

Ia1 = 1/3(Ia + a^2 Ib + a Ic);
Ia2 = 1/3(Ia + a Ib + a^2 Ic);
Ia0 = 1/3(Ia + Ib + Ic);

正序分量、负序分量、零序分量这三种分量不可能就是为了计算,肯定是用于实际应用过程中,去判断很多故障以和帮助给用户供电。下次再记录关于这三个分量是怎么运用于实际的。

Logo

旨在为数千万中国开发者提供一个无缝且高效的云端环境,以支持学习、使用和贡献开源项目。

更多推荐