零序分量配电网故障定位

小电流接地系统单相接地的故障定位因其定位的困难性，一直是电力系统领域研究的热点。国内外已经有不少配电网故障定位方面的方法被提出，大部分都集中在阻抗法与行波法心一。采用行波法需要专门的硬件设备，投资较大，技术复杂，并且存在反射波识别和近区定位死区的问题。若采用阻抗法，可以一定程度上克服定为死区的问题，而且可以利用大量现有的设备，硬件投资相对较小，容易实现。经研究，小电流接地系统在发生单相接地故障时其电流值电压值等电力参数会发生一系列的变化，这些特性所反映的故障信息如果被成功提取便会给我们的定位带来很大的帮助¨

当配电网络发生小电流接地故障时，相当于在故障点附加一个与故障前电压幅值相等、极性相反的虚拟电压源。故障点上游的动态过程为上游线路与健全线路共同在虚拟电压源作用下的响应，下游线路动态过程为下游线路在虚拟电压源作用下的响应。

对于故障点同侧的2个检测点而言，其零序电流之差为两检测点间的分布电容电流，由于两检测点间的分布电容较小，所以两检测点间的零序电流幅值相差不大。

而故障点两侧的零序电流，由于线路的电阻、电感及分布电容值相差较大，所以故障点两侧的零序电流幅值相差较大。

利用上述原理，进行接地故障点的区段定位。具体实现过程如下：

1)设检测点故障信号采集装置采集到的零序电流值，定义故障区段故障参数。

2)对不同检测点信号采集装置采集到的零序电流值进行计算，求得各检测点的故障参数。

3)比较各检测点的故障参数，参数差最大的区段即为故障区段。

零序分量距离继电器

电力系统在一定程度上可以看做是线性系统，所以适用于电路中的叠加原理。对于线路中发生的任何故障都可看做是故障前系统和故障附加系统的叠加，对于基于故障附加系统的保护，由于仅由故障附加网络来决定其性能，从而使此类保护具有较高的灵敏度，性能稳定，不受故障前负荷，两侧电势夹角等因素影响。

对于区内故障，由于零序电压源在保护范围内部，按照动作电压方程求出的电压量为零序电压分布曲线 k1 的延长线上的虚假电压量，由于为线性关系，从而使动作方程满足；相反，对于正向区外以及反向故障，按照动作电压公式求出的保护范围边界的零序电压即为电压分布曲线上 Y 点的电压量，不满足动作方程。

零序距离继电器具有不受故障前负荷，系统运行方式，系统振荡等因素影响的特点，由于最终的动作公式为模量比较，现场实现简单可靠具有较强的抗干扰及耐过渡电阻能力。由于零序距离继电器所有动作量为零序电气量，启动后可以长期稳定，而且电压回路异常后，可以改用开口三角形输出电压实现。 2100433B

由线性数学计算可知:三个不对称的相量，可以唯一分解为三组对称的相量 (分量)。对称分量法是电力系统分析的常用方法, 在继电保护的现场试验也有广泛的应用。 在对继电保护装置、 故障录波装置等做零、 负序的相关实验时, 常常会涉及到将三组序分量 ( 电压或电流) 合成为三相相量, 或者将不对称的三相相量分解为序分量。

对于一组三相不对称的相量，可以用对称分量法进行分解。取其中一相进行分析，用矩阵表示为

其中，

交流电力系统中有三根导线，分为ABC三相，正常情况下三相电压、电流对称，相位相差120°。但在系统出现故障时，ABC三相不再对称，为便于分析，可将电压、电流分解为正序、负序和零序三种分量。2100433B

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。

线路的各序电抗都是线路某一相自感电抗X_L和其他两相对应相序电流所产生互感电抗X_M的相量和。对于正序或负序分量，因三相幅值相等，相位角互为120°，任意两相电流正（负）序分量的相量和均与第二相正（负）序分量的大小相等，方向相反，故线路的正、负序电抗有X₁ =X₂=X_L-X_M。由于零序分量三相同向，零序自感电动势和互感电动势相位相同，故线路的零序电抗X₀=X_L 2X_M，因此线路的零序电抗X₀大于线路正序电抗X₁或负序电抗X₂。