CN109991481B - 一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法 - Google Patents

一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，首先，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系；其次，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；最后，根据量测值计算得到三相不平衡率。当量测值为不含零序分量的线电压值、不含零序分量的线电流值、含零序分量的相电压值、含零序分量的相电流值中的任意一组时，均能得到度量结果，该种度量方法统一了含零序和不含零序分量情况下的平衡率、不平衡率描述。

Description

一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法
技术领域
本发明属于电能质量分析技术领域，具体的说是一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法。
背景技术
大功率单相负荷、屋顶光伏分布式电源接入等使得三相不平衡问题日益突出。电力***三相不平衡导致电动机效率降低，线路损耗增加等，也影响了测量、计量仪表的精度。准确的三相不平衡度量是分析和治理的基础，现有三相不平衡度量形式多，相互之间存在一定差异，给工程应用带来困扰。
三相平衡***电压、电流仅包含正序分量，因此，一般通过序分量度量三相不平衡。国际电工委员会(International Electro-technical Commission，IEC)提出利用负序与正序分量的基波有效值之比来表征三相不平衡率，这一形式忽略了零序分量，工程中，含有零序分量的四线制***中三相不平衡尤为严重。我国国标《电能质量-三相电压不平衡》中规定用电压、电流的负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量方均根值的百分比表示三相不平衡率，这一规定形成了负序三相不平衡率和零序三相不平衡率两个概念，未能形成统一的三相不平衡率，使用存在局限性，并且上述不平衡率参数分布不在0-1之间，即不平衡率可能超过100％，工程中难以解释。
现有仪表主要测量三相电压、电流等物理量的有效值，难以获得相序分解需要的相量。为便于工程计算，电气与电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronic Engineers，IEEE)基于有效值定义了相电压不平衡率(PVUR)；美国电器制造商协会(National Electrical Manufacturers Association，NEMA)与国际大电网委员会(International Council on Large Electric Systems，CIGRE)定义了线电压不平衡率(LVUR)。其他协会或电力公司也基于量测值，提出三相电压、电流不平衡率实用度量方式。基于量测值的度量方式计算相对简单，但其缺乏与序分量度量形式的对应关系，不同度量方式之间结果有时差异较大，其精确度和可信度存在一定质疑。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，该种度量方法统一了含零序和不含零序分量情况下的平衡率、不平衡率描述。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系；
步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；
步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率。
所述的步骤3中量测值为不含零序分量的线电压值、不含零序分量的线电流值、含零序分量的相电压值、含零序分量的相电流值中的任意一组。
所述的步骤1中序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电流值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure GDA0002078686370000021
Figure GDA0002078686370000022
Figure GDA0002078686370000023
设A相正序电流为I1∠0°，负序电流为
Figure GDA0002078686370000024
零序电流为
Figure GDA0002078686370000025
则电流相量与序分量大小关系有：
Figure GDA0002078686370000026
Figure GDA0002078686370000027
Figure GDA0002078686370000028
式中，
Figure GDA0002078686370000029
为三相电流相量，
Figure GDA00020786863700000210
为正序、负序和零序电流分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure GDA00020786863700000211
所述的步骤1中序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电压值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure GDA00020786863700000212
Figure GDA0002078686370000031
Figure GDA0002078686370000032
设A相正序电压为U1∠0°，负序电流为
Figure GDA0002078686370000033
零序电流为
Figure GDA0002078686370000034
则电压相量与序分量大小关系有：
Figure GDA0002078686370000035
Figure GDA0002078686370000036
Figure GDA0002078686370000037
式中，
Figure GDA0002078686370000038
为三相电压相量，
Figure GDA0002078686370000039
为正序、负序和零序电压分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure GDA00020786863700000310
步骤3具体计算过程为：当量测值为不含零序分量的线电流值时，由于量测的线电流大小构成闭合三角形，对于线电流，设AB线的正序分量为I1∠0°，负序分量为
Figure GDA00020786863700000320
由于没有零序分量，则序分量和相量大小关系为：
Figure GDA00020786863700000311
Figure GDA00020786863700000312
Figure GDA00020786863700000313
其中，IAB、IBC、ICA、分别为三相线电流有效值，I1、I2为AB线电流正序分量和负序分量的幅值，
Figure GDA00020786863700000314
为AB线电流正序分量和负序分量的夹角；
化简计算，可得：
Figure GDA00020786863700000315
Figure GDA00020786863700000316
式中，
Figure GDA00020786863700000317
通常I1>I2，可求得I1、I2；
Figure GDA00020786863700000318
Figure GDA00020786863700000319
根据序分量平衡率、不平衡率度量形式，将序分量带入，求得线电流量测量对应表达式：
Figure GDA0002078686370000041
Figure GDA0002078686370000042
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
步骤3具体计算过程为：当量测值为不含零序分量的线电压值时，由于量测的线电压大小构成闭合三角形，对于线电压，设AB线的正序分量为U1∠0°，负序分量为
Figure GDA0002078686370000043
由于没有零序分量，则序分量和相量大小关系为：
Figure GDA0002078686370000044
Figure GDA0002078686370000045
Figure GDA0002078686370000046
其中，UAB、UBC、UCA、分别为三相线电压有效值，U1、U2为AB线电压正序分量和负序分量的幅值，
Figure GDA0002078686370000047
为AB线电压正序分量和负序分量的夹角；
化简计算，可得：
Figure GDA0002078686370000048
Figure GDA0002078686370000049
式中，
Figure GDA00020786863700000410
通常U1>U2，可求得U1，U2；
Figure GDA00020786863700000411
Figure GDA00020786863700000412
根据序分量平衡率、不平衡率度量形式，将序分量带入，求得线电压量测量对应表达式：
Figure GDA00020786863700000413
Figure GDA00020786863700000414
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
步骤3具体计算过程为：当量测值为含零序分量的相电流值时，对于Δ/Y0联结配变，设高压侧三相相电流分别为
Figure GDA00020786863700000415
低压侧相电流为
Figure GDA00020786863700000416
低压侧中线电流为
Figure GDA00020786863700000417
设低压侧a相电流的正序分量为I1∠0°，负序分量为
Figure GDA00020786863700000418
零序分量为
Figure GDA00020786863700000419
则各相电压为：
Figure GDA0002078686370000051
Figure GDA0002078686370000052
Figure GDA0002078686370000053
其中，I1、I2、I0为低压侧a相电流正序分量、负序分量和零序分量的幅值，
Figure GDA0002078686370000054
为低压侧a相电流正序分量和负序分量的夹角，
Figure GDA0002078686370000055
为低压侧a相电流正序分量和零序分量的夹角；
由于Δ/Y0联结配变高、低压侧均有零序通路，可以认为原边侧相电流和副边侧相电流保持同相；设变压器变比为k，化简计算可知，原边侧线电流为：
Figure GDA0002078686370000056
Figure GDA0002078686370000057
Figure GDA0002078686370000058
其大小关系为：
Figure GDA0002078686370000059
Figure GDA00020786863700000510
Figure GDA00020786863700000511
其中，IA、IB、IC、分别为三相相电流有效值，
则有：
Figure GDA00020786863700000512
Figure GDA00020786863700000513
式中，
Figure GDA00020786863700000514
若I1>I2，则正、负序分量与有效值关系为：
Figure GDA00020786863700000515
Figure GDA00020786863700000516
由于
Figure GDA00020786863700000517
则量测值描述的相电流三相平衡率、不平衡率分别为：
Figure GDA00020786863700000518
Figure GDA00020786863700000519
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
步骤3具体计算过程为：当量测值为含零序分量的相电压值时，由于线电压端点也是相电压端点的关系特性，设A相的正序分量为U1∠0°，负序分量为
Figure GDA0002078686370000061
零序分量为
Figure GDA0002078686370000062
则相电压为：
Figure GDA0002078686370000063
Figure GDA0002078686370000064
Figure GDA0002078686370000065
其中，
Figure GDA0002078686370000066
分别为三相相电压，U1、U2、U0为A相相电压正序分量、负序分量和零序分量的幅值，
Figure GDA00020786863700000620
为A相相电压正序分量和负序分量的夹角，
Figure GDA0002078686370000068
为A相相电压正序分量和零序分量的夹角；
考虑到线电压的端点也是相电压的端点特性，根据相电压与线电压关系，可知其有效值关系为：
Figure GDA0002078686370000069
Figure GDA00020786863700000610
Figure GDA00020786863700000611
其中，UAB、UBC、UCA、分别为三相线电压有效值；
化简计算可得：
Figure GDA00020786863700000612
Figure GDA00020786863700000613
式中，
Figure GDA00020786863700000614
若U1>U2，则正、负序分量与有效值关系为：
Figure GDA00020786863700000615
Figure GDA00020786863700000616
由于
Figure GDA00020786863700000617
则量测值描述的相电压三相平衡率、不平衡率分别为：
Figure GDA00020786863700000618
Figure GDA00020786863700000619
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
该种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法能够产生的有益效果为：第一，本发明根据对称分量法，将三相相量分解为三组组序不同的对称序分量，得到三相相量与序分量的大小关系；以三相正序分量在总量中所占比例度量三相平衡率，正序分量以外部分用于度量三相不平衡率，得到基于序分量的三相不平衡度量形式。从而同一了含零序和不含零序分量情况下的平衡率、不平衡率描述，且参数在0-1之间，构建包含各序分量的三相不平衡率度量形式，准确反映各序分量大小对平衡率、不平衡率的影响，解决原有序分量度量方式不能反映零序分量影响的问题。
第二，针对不含零序分量的线电压与线电流、含零序分量的相电压以及含零序分量的相电压，解决基于量测值获取序分量大小的问题，构建与序分量对应的量测值表达三相平衡率和不平衡率，使得三相平衡率和不平衡率具有唯一性，解决原有量测值度量方式形式多，且结果不统一带来的困惑。
附图说明
图1为本发明一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法的Δ/Y0联结变压器连接图。
图2为本发明一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法的变压器高压侧与低压侧电流相量关系图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系；
步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；
步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率。
进一步的，步骤1中序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电流值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure GDA0002078686370000071
Figure GDA0002078686370000072
Figure GDA0002078686370000073
设A相正序电流为I1∠0°，负序电流为
Figure GDA0002078686370000081
零序电流为
Figure GDA0002078686370000082
则电流相量与序分量大小关系有：
Figure GDA0002078686370000083
Figure GDA0002078686370000084
Figure GDA0002078686370000085
式中，
Figure GDA0002078686370000086
为三相电流相量，
Figure GDA0002078686370000087
为正序、负序和零序电流分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure GDA0002078686370000088
以电流值作为计算参数时，步骤2中，采用三相正序分量有效值平方和占总量平方和百分数定义三相平衡率为：
Figure GDA0002078686370000089
定义三相平衡率为：
Figure GDA00020786863700000810
进一步的，当以电压值作为计算参数时，步骤1中序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
Figure GDA00020786863700000811
Figure GDA00020786863700000812
Figure GDA00020786863700000813
设A相正序电压为U1∠0°，负序电流为
Figure GDA00020786863700000814
零序电流为
Figure GDA00020786863700000815
则电压相量与序分量大小关系有：
Figure GDA00020786863700000816
Figure GDA00020786863700000817
Figure GDA00020786863700000818
式中，
Figure GDA0002078686370000091
为三相电压相量，
Figure GDA0002078686370000092
为正序、负序和零序电压分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure GDA0002078686370000093
此时，步骤2中，采用三相正序分量有效值平方和占总量平方和百分数定义三相平衡率为：
Figure GDA0002078686370000094
定义三相不平衡率为：
Figure GDA0002078686370000095
当量测值为不含零序分量的线电流值时，针对不含零序分量的电流，利用三相电流有效值构成闭合三角形的特性，计算获取正序、负序分量，此时步骤3的具体计算计算过程如下：
由于量测的线电流大小构成闭合三角形，对于线电流，设AB线的正序分量为I1∠0°，负序分量为
Figure GDA0002078686370000096
由于没有零序分量，则序分量和相量大小关系为：
Figure GDA0002078686370000097
Figure GDA0002078686370000098
Figure GDA0002078686370000099
其中，IAB、IBC、ICA、分别为三相线电流有效值，I1、I2为AB线电流正序分量和负序分量的幅值，
Figure GDA00020786863700000910
为AB线电流正序分量和负序分量的夹角；
化简计算，可得：
Figure GDA00020786863700000911
Figure GDA00020786863700000912
式中，
Figure GDA00020786863700000913
通常I1>I2，可求得I1、I2；
Figure GDA00020786863700000914
Figure GDA00020786863700000915
根据序分量平衡率、不平衡率度量形式，将序分量带入，求得线电流量测量对应表达式：
Figure GDA00020786863700000916
Figure GDA00020786863700000917
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
当量测值为不含零序分量的线电压值时，针对不含零序分量的电压，利用三相电压有效值构成闭合三角形的特性，计算获取正序、负序分量，此时步骤3的具体计算计算过程如下：
由于量测的线电压大小构成闭合三角形，对于线电压，设AB线的正序分量为U1∠0°，负序分量为
Figure GDA0002078686370000101
由于没有零序分量，则序分量和相量大小关系为：
Figure GDA0002078686370000102
Figure GDA0002078686370000103
Figure GDA0002078686370000104
其中，UAB、UBC、UCA、分别为三相线电压有效值，U1、U2为AB线电压正序分量和负序分量的幅值，
Figure GDA0002078686370000105
为AB线电压正序分量和负序分量的夹角；
化简计算，可得：
Figure GDA0002078686370000106
Figure GDA0002078686370000107
式中，
Figure GDA0002078686370000108
通常U1>U2，可求得U1，U2。
Figure GDA0002078686370000109
Figure GDA00020786863700001010
根据序分量平衡率、不平衡率度量形式，将序分量带入，求得量测量对应表达式：
Figure GDA00020786863700001011
Figure GDA00020786863700001012
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
当量测值为含零序分量的相电流值时，针对含有零序分量的四线制***相电流，利用变压器高、低压侧电流关系，获取序分量大小，此时步骤3的具体计算计算过程如下：
对于Δ/Y0联结配变，设高压侧三相相电流分别为
Figure GDA00020786863700001013
低压侧相电流为
Figure GDA00020786863700001014
低压侧中线电流为
Figure GDA00020786863700001015
设低压侧a相电流的正序分量为I1∠0°，负序分量为
Figure GDA00020786863700001016
零序分量为
Figure GDA00020786863700001017
则各相电压为：
Figure GDA00020786863700001018
Figure GDA0002078686370000111
Figure GDA0002078686370000112
其中，I1、I2、I0为低压侧a相电流正序分量、负序分量和零序分量的幅值，
Figure GDA0002078686370000113
为低压侧a相电流正序分量和负序分量的夹角，
Figure GDA00020786863700001119
为低压侧a相电流正序分量和零序分量的夹角；
由于Δ/Y0联结配变高、低压侧均有零序通路，可以认为原边侧相电流和副边侧相电流保持同相；设变压器变比为k，化简计算可知，原边侧线电流为：
Figure GDA0002078686370000115
Figure GDA0002078686370000116
Figure GDA0002078686370000117
其大小关系为：
Figure GDA0002078686370000118
Figure GDA0002078686370000119
Figure GDA00020786863700001110
其中，IA、IB、IC、分别为三相相电流有效值，
则有：
Figure GDA00020786863700001111
Figure GDA00020786863700001112
式中，
Figure GDA00020786863700001113
若I1>I2，则正、负序分量与有效值关系为：
Figure GDA00020786863700001114
Figure GDA00020786863700001115
由于
Figure GDA00020786863700001116
则量测值描述的相电流三相平衡率、不平衡率分别为：
Figure GDA00020786863700001117
Figure GDA00020786863700001118
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
当量测值为含零序分量的相电压值时，针对含零序分量的相电压，根据线电压端点也是相电压端点的特性，利用线电压、相电压大小获取各序分量，此时步骤3的具体计算计算过程如下：
由于线电压端点也是相电压端点的关系特性，设A相的正序分量为U1∠0°，负序分量为
Figure GDA0002078686370000121
零序分量为
Figure GDA0002078686370000122
则相电压为：
Figure GDA0002078686370000123
Figure GDA0002078686370000124
Figure GDA0002078686370000125
其中，
Figure GDA0002078686370000126
分别为三相相电压，U1、U2、U0为A相相电压正序分量、负序分量和零序分量的幅值，
Figure GDA0002078686370000127
为A相相电压正序分量和负序分量的夹角，
Figure GDA0002078686370000128
为A相相电压正序分量和零序分量的夹角；
考虑到线电压的端点也是相电压的端点特性，根据相电压与线电压关系，可知其有效值关系为：
Figure GDA0002078686370000129
Figure GDA00020786863700001210
Figure GDA00020786863700001211
其中，UAB、UBC、UCA、分别为三相线电压有效值；
化简计算可得：
Figure GDA00020786863700001212
Figure GDA00020786863700001213
式中，
Figure GDA00020786863700001214
若U1>U2，则正、负序分量与有效值关系为：
Figure GDA00020786863700001215
Figure GDA00020786863700001216
由于
Figure GDA00020786863700001217
则量测值描述的相电压三相平衡率、不平衡率分别为：
Figure GDA00020786863700001218
Figure GDA00020786863700001219
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
上述计算过程统一了含零序和不含零序分量情况下的平衡率、不平衡率描述，且参数在0-1之间，构建包含各序分量的三相不平衡率度量形式，准确反映各序分量大小对平衡率、不平衡率的影响，解决原有序分量度量方式不能反映零序分量影响的问题。
针对不含零序分量的线电压与线电流、含零序分量的相电压以及含零序分量的相电压，解决基于量测值获取序分量大小的问题，构建与序分量对应的量测值表达三相平衡率和不平衡率，使得三相平衡率和不平衡率具有唯一性，解决原有量测值度量方式形式多，且结果不统一带来的困惑。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围；应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电流值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure FDA0003032984520000011
Figure FDA0003032984520000012
Figure FDA0003032984520000013
设A相正序电流为I1∠0°，负序电流为
Figure FDA0003032984520000014
零序电流为
Figure FDA0003032984520000015
则电流相量与序分量大小关系有：
Figure FDA0003032984520000016
Figure FDA0003032984520000017
Figure FDA0003032984520000018
式中，
Figure FDA0003032984520000019
为三相电流相量，
Figure FDA00030329845200000110
为正序、负序和零序电流分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure FDA00030329845200000111
步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；
步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率；当量测值为不含零序分量的线电流值时，由于量测的线电流大小构成闭合三角形，对于线电流，设AB线的正序分量为I1∠0°，负序分量为
Figure FDA00030329845200000112
由于没有零序分量，则序分量和相量大小关系为：
Figure FDA00030329845200000113
Figure FDA00030329845200000114
Figure FDA00030329845200000115
其中，IAB、IBC、ICA、分别为三相线电流有效值，I1、I2为AB线电流正序分量和负序分量的幅值，
Figure FDA00030329845200000116
为AB线电流正序分量和负序分量的夹角；
化简计算，可得：
Figure FDA0003032984520000021
Figure FDA0003032984520000022
式中，
Figure FDA0003032984520000023
通常I1>I2，可求得I1，I2；
Figure FDA0003032984520000024
Figure FDA0003032984520000025
根据序分量平衡率、不平衡率度量形式，将序分量带入，求得线电流量测量对应表达式：
Figure FDA0003032984520000026
Figure FDA0003032984520000027
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
2.一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电压值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure FDA0003032984520000028
Figure FDA0003032984520000029
Figure FDA00030329845200000210
设A相正序电压为U1∠0°，负序电流为
Figure FDA00030329845200000211
零序电流为
Figure FDA00030329845200000212
则电压相量与序分量大小关系有：
Figure FDA00030329845200000213
Figure FDA00030329845200000214
Figure FDA00030329845200000215
式中，
Figure FDA00030329845200000216
为三相电压相量，
Figure FDA00030329845200000217
为正序、负序和零序电压分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure FDA0003032984520000031
步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；
步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率，当量测值为不含零序分量的线电压值时，由于量测的线电压大小构成闭合三角形，对于线电压，设AB线的正序分量为U1∠0°，负序分量为
Figure FDA0003032984520000032
由于没有零序分量，则序分量和相量大小关系为：
Figure FDA0003032984520000033
Figure FDA0003032984520000034
Figure FDA0003032984520000035
其中，UAB、UBC、UCA、分别为三相线电压有效值，U1、U2为AB线电压正序分量和负序分量的幅值，
Figure FDA0003032984520000036
为AB线电压正序分量和负序分量的夹角；
化简计算，可得：
Figure FDA0003032984520000037
Figure FDA0003032984520000038
式中，
Figure FDA0003032984520000039
通常U1>U2，可求得U1，U2；
Figure FDA00030329845200000310
Figure FDA00030329845200000311
根据序分量平衡率、不平衡率度量形式，将序分量带入，求得线电压量测量对应表达式：
Figure FDA00030329845200000312
Figure FDA00030329845200000313
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
3.一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电流值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure FDA0003032984520000041
Figure FDA0003032984520000042
Figure FDA0003032984520000043
设A相正序电流为I1∠0°，负序电流为
Figure FDA0003032984520000044
零序电流为
Figure FDA0003032984520000045
则电流相量与序分量大小关系有：
Figure FDA0003032984520000046
Figure FDA0003032984520000047
Figure FDA0003032984520000048
式中，
Figure FDA0003032984520000049
为三相电流相量，
Figure FDA00030329845200000410
为正序、负序和零序电流分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure FDA00030329845200000411
步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；
步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率，当量测值为含零序分量的相电流值时，对于Δ/Y0联结配变，设高压侧三相相电流分别为
Figure FDA00030329845200000412
低压侧相电流为
Figure FDA00030329845200000413
低压侧中线电流为
Figure FDA00030329845200000414
设低压侧a相电流的正序分量为I1∠0°，负序分量为
Figure FDA00030329845200000415
零序分量为
Figure FDA00030329845200000416
则各相电流 为：
Figure FDA00030329845200000417
Figure FDA00030329845200000418
Figure FDA00030329845200000419
其中，I1、I2、I0为低压侧a相电流正序分量、负序分量和零序分量的幅值，
Figure FDA00030329845200000420
为低压侧a相电流正序分量和负序分量的夹角，
Figure FDA00030329845200000421
为低压侧a相电流正序分量和零序分量的夹角；
由于Δ/Y0联结配变高、低压侧均有零序通路，可以认为原边侧相电流和副边侧相电流保持同相；设变压器变比为k，化简计算可知，原边侧相 电流为：
Figure FDA0003032984520000051
Figure FDA0003032984520000052
Figure FDA0003032984520000053
其大小关系为：
Figure FDA0003032984520000054
Figure FDA0003032984520000055
Figure FDA0003032984520000056
其中，IA、IB、IC分别为三相相电流有效值，
则有：
Figure FDA0003032984520000057
Figure FDA0003032984520000058
式中，
Figure FDA0003032984520000059
若I1>I2，则正、负序分量与有效值关系为：
Figure FDA00030329845200000510
Figure FDA00030329845200000511
由于
Figure FDA00030329845200000512
则量测值描述的相电流三相平衡率、不平衡率分别为：
Figure FDA00030329845200000513
Figure FDA00030329845200000514
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
4.一种基于序分量和量测值的三相不平衡度量方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1，利用对称分量法对三相电量进行相序分解，得到序分量与相量之间的大小关系为三相电量有效值平方和为其序分量有效值平方和三倍的特性关系，具体计算过程如下：
以电压值作为计算参数时，计算流程如下：
Figure FDA00030329845200000515
Figure FDA00030329845200000516
Figure FDA0003032984520000061
设A相正序电压为U1∠0°，负序电流为
Figure FDA0003032984520000062
零序电流为
Figure FDA0003032984520000063
则电压相量与序分量大小关系有：
Figure FDA0003032984520000064
Figure FDA0003032984520000065
Figure FDA0003032984520000066
式中，
Figure FDA0003032984520000067
为三相电压相量，
Figure FDA0003032984520000068
为正序、负序和零序电压分量；
化简可得序分量与相量的大小关系为：
Figure FDA0003032984520000069
步骤2，定义包含零序分量的序分量三相平衡率、不平衡率的度量方式，具体方式为：三相正序分量在总量中所占比例用于度量三相平衡率，正序分量以外部分在总量中所占比例用于度量三相不平衡率；
步骤3，根据量测值计算得到三相不平衡率，当量测值为含零序分量的相电压值时，由于线电压端点也是相电压端点的关系特性，设A相的正序分量为U1∠0°，负序分量为
Figure FDA00030329845200000610
零序分量为
Figure FDA00030329845200000611
则相电压为：
Figure FDA00030329845200000612
Figure FDA00030329845200000613
Figure FDA00030329845200000614
其中，
Figure FDA00030329845200000615
分别为三相相电压，U1、U2、U0为A相相电压正序分量、负序分量和零序分量的幅值，
Figure FDA00030329845200000616
为A相相电压正序分量和负序分量的夹角，
Figure FDA00030329845200000617
为A相相电压正序分量和零序分量的夹角；
考虑到线电压的端点也是相电压的端点特性，根据相电压与线电压关系，可知其有效值关系为：
Figure FDA00030329845200000618
Figure FDA00030329845200000619
Figure FDA00030329845200000620
其中，UAB、UBC、UCA分别为三相线电压有效值；
化简计算可得：
Figure FDA0003032984520000071
Figure FDA0003032984520000072
式中，
Figure FDA0003032984520000073
若U1>U2，则正、负序分量与有效值关系为：
Figure FDA0003032984520000074
Figure FDA0003032984520000075
由于
Figure FDA0003032984520000076
则量测值描述的相电压三相平衡率、不平衡率分别为：
Figure FDA0003032984520000077
Figure FDA0003032984520000078
式中，εb为三相平衡率，εub为三相不平衡率。
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Application publication date: 20190709

Assignee: NR ELECTRIC POWER ELECTRONICS Co.,Ltd.

Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022980007321

Denomination of invention: A three-phase unbalance measurement method based on sequence component and measured value

Granted publication date: 20210608

License type: Common License

Record date: 20220609