零序阻抗
Zero-sequence Impedance
別名:Z0、零相阻抗、Zero-phase-sequence impedance
零序阻抗是三相變壓器在「三線接地故障」等不對稱情況下的阻抗特性,決定單相接地故障電流的大小。只有星接或曲折接繞組才有明確零序阻抗;三角接沒有中性點、沒有零序電流通路,本質無零序阻抗。三角接穩定繞組的主要功能之一就是降低零序阻抗,讓單相接地保護能可靠動作。
白話說明
零序阻抗是「當三相電流同時同方向流動」時,變壓器呈現的阻抗。正常三相平衡狀態不會有零序電流,但單相接地故障時會大量出現。零序阻抗決定故障電流大小——越小,接地故障電流越大,接地保護越靈敏。
完整定義
三相繞組之零序阻抗:於額定頻率下,三相星接或曲折接(zigzag)繞組之三個線端子短接後,其對中性端子間之阻抗(每相,以歐姆表示)。
標準原文 (Original Text)
zero-sequence impedance (of a three-phase winding) the impedance, expressed in ohms per phase at rated frequency, between the line terminals of a three-phase star-connected or zigzag-connected winding, connected together, and its neutral terminal NOTE 1 The zero-sequence impedance may have several values because it depends on how the terminals of the other winding or windings are connected and loaded. NOTE 2 The zero-sequence impedance may be dependent on the value of the current and the temperature, particularly in transformers without any delta-connected winding. NOTE 3 The zero-sequence impedance may also be expressed as a relative value in the same way as the (positive sequence) short-circuit impedance (see 3.7.1).
標準註記重點: NOTE 1:零序阻抗值會因「另一側繞組之接線與負載情形」不同而有多個值。 NOTE 2:零序阻抗可能隨電流值與溫度變化,尤其是不含三角接繞組之變壓器。 NOTE 3:零序阻抗可採用與(正序)短路阻抗相同的相對值(p.u. 或 %)表示方式。 僅星接或曲折接(Z)繞組才有明確定義之零序阻抗;三角接繞組無中性點、無零序電流通路,本質無零序阻抗。 三角接穩定繞組(stabilizing winding,§3.3.8)之主要作用即為降低零序阻抗,提供零序電流環流路徑。 來源追溯:[IEC 60050-421:1990, 421-07-04, modified]
生活比喻
像三個人同時跳繩。正常跳(正序)每人各自動作,沒問題;如果三人同時往同一個方向用力(零序),繩子就會被拉緊產生阻力——零序阻抗就是這種「三相同向」時的阻力。三角接穩定繞組像在繩子中間加個彈簧,吸收這種拉扯。
為何重要
零序阻抗是單相接地故障電流計算與接地保護整定的關鍵參數——保護電驛(Device 51G/51N/67N)的始動值都要根據 Z0 算。Yy 接線變壓器若無三角穩定繞組,Z0 可能高達 Z1 的 10 倍,故障電流過小會造成保護拒動。台電 345/161 kV Autod 與 161/22.8 kV YNd 接線就是設計上刻意降低 Z0 的結果。短路試驗中 Z0 必須另外量測(IEC 60076-1 §11 補充試驗)。
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