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零電壓與過零電壓的概念解析

零電壓即是“過零觸發”,我們使用的工頻交流電每秒要有100次經過零點(正負極性交替時),若任一個周期的此時(電壓過零時)使固態繼電器導通,那么流過固態繼電器主回路的電流就會隨電壓從零開始逐漸增大,而不會出現瞬間的沖擊電流,從而延長了設備使用壽命,同時不會產生高次諧波,避免了諧波對電網和其他設備造成的危害。

所以“零電壓”指的是主回路(相當于接觸器的主觸點)上的電壓,而不是控制回路(觸發回路)的電壓。

過零觸發意思是在零電壓和零電流狀態下導通可控硅,可以承受大的電流,同時觸發完后免除了電流和電壓的沖擊,對可控硅的使用壽命有很好的保護作用,有這樣的觸發模塊,例如KJ-300的,移相/過零都可以用。

正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、電流出現不對稱現象時,把三相的不對稱分量分解成對稱分量(正、負序)及同向的零序分量。只要是三相系統,就能分解出上述三個分量(有點象力的合成與分解,但很多情況下某個分量的數值為零)。對于理想的電力系統,由于三相對稱,因此負序和零序分量的數值都為零(這就是我們常說正常狀態下只有正序分量的原因)。當系統出現故障時,三相變得不對稱了,這時就能分解出有幅值的負序和零序分量度了(有時只有其中的一種),因此通過檢測這兩個不應正常出現的分量,就可以知到系統出了毛病(特別是單相接地時的零序分量)。下面再介紹用作圖法簡單得出各分量幅值與相角的方法,先決條件是已知三相的電壓或電流(矢量值),當然實際工程上是直接測各分量的。由于上不了圖,請大家按文字說明在紙上畫圖。從已知條件畫出系統三相電流(用電流為例,電壓亦是一樣)的向量圖(為看很清楚,不要畫成太極端)。1)求零序分量:把三個向量相加求和。即A相不動,B相的原點平移到A相的頂端(箭頭處),注意B相只是平移,不能轉動。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時作A相原點到C相頂端的向量(些時是箭頭對箭頭),這個向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,這就是零序分量的幅值,方向與此向量是一樣的。2)求正序分量:對原來三相向量圖先作下面的處理:A相的不動,B相逆時針轉120度,C相順時針轉120度,因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一,這就得到正序的A相,用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫出B、C兩相。這就得出了正序分量。3)求負序分量:注意原向量圖的處理方法與求正序時不一樣。A相的不動,B相順時針轉120度,C相逆時針轉120度,因此得到新的向量圖。下面的方法就與正序時一樣了。通過上述方法大家可以分析出各種系統故障的大概情況,如為何出現單相接地時零序保護會動作,而兩相短路時基本沒有零序電流。在這里再說說各分量與諧波的關系。由于諧波與基波的頻率有特殊的關系,故在與基波合成時會分別表現出正序、負序和零序特性。但我們不能把諧波與這些分量等同起來。由上所述,之所以要把基波分解成三個分量,是為了方便對系統的分析和狀態的判別,如出現零序很多情況就是發生單相接地,這些分析都是基于基波的,而正是諧波疊加在基波上而對測量產生了誤差,因此諧波是個外來的干擾量,其數值并不是我們分析時想要的,就如三次諧波對零序分量的干擾。
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