当中性点直接接地的电网(或称大接地电流系统)中发生接地短路时,将出现很大的零序电流,而在正常运行情况下它们是不存在的,因此利用零序电流来构成接地短路的保护,具有显著优点。 在电力系统中发生接地短路时(图a),可以利用对称分量的方法将电流和电压分解为正序、负序和零序分量,并利用复合序网来表示它们之间的关系。 短路计算的零序等效网络如图b所示,零序电流可以看成是在故障点出现一个零序电压而产生的,它必须经过变压器接地的中性点构成回路。 零序电流的方向仍然采用母线流向故障点为正,而对零序电压的方向,是线路高于大地的电压为正,如图b中的“↑”所示。
零序分量的参数特点: (1)故障点的零序电压最高,系统中距离故障点越远处的零序电压越低,零序电压的分布如图c所示。 (2)当忽略回路的电阻时,按照规定的正方向画出零序电流和电压的矢量图。而当计算回路电阻时,如取零序阻抗角为80度。 (3)对于发生故障的线路,两端零序功率的方向与正序功率的方向相反,零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 (4)在电力系统运行方式变化时,如果送电线路和中性点接地的变压器数目不变,则零序阻抗和零序等效网络是不变的。 零序电压过滤器: 为了取得零序电压,通常采用图a所示的三个单相式电压互感器或图b所示的三相五柱式电压互感器,其一次绕组接成星形并将中性点接地,其二次绕组接成开口三角形,这样从m、n端子上得到的输出电压。 而对正序或负序分量的电压,因三相相加后等于零,没有输出。所以这种接线实际上就是零序电压过滤器。 另外,当发电机的中性点经电压互感器或消弧线圈接地时,图c给出从它的二次绕组中取得的零序电压。 在集成电路和微机保护中,由电压形成回路取得三个相电压后,利用加法器将三个相电压相加,也可以从内部合成零序电压。