目前世界上的交流電力系統(tǒng)通常為ABC單相，電力系統(tǒng)的隨機序、負序和零序分量是根據(jù)ABC單相的順序確定的。
無序：A相超前B相120度，B相超前C相120度，C相超前A相120度。
負序：A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落后A相120度。
零序：ABC單相相位相同，哪一相既不超前也不落后。
系統(tǒng)何時以及使用哪些保護措施？
單相漏電故障和正常運行時，系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
當發(fā)生三相接地故障時，系統(tǒng)存在負序和零序分量紊亂。
當發(fā)生兩相漏電故障時，系統(tǒng)存在亂序和負序分量。
當發(fā)生兩相漏電接地故障時，系統(tǒng)存在負序和零序分量紊亂。
1、零序電壓
在單相四線電路中，單相電壓的相量和為零，即Ia+Ib+IC=0。 如果在單相四線電路中接入電壓互感器，此時感應(yīng)電壓為零。 當電路發(fā)生觸電或短路故障時，電路中就會流過短路電壓。 此時，通過變壓器的單相電壓的相量和不等于零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I（短路電壓） 這樣就有感應(yīng)電流在變壓器的次級線圈中。 該電流被施加到測量部分的電子放大器電路。 與保護區(qū)裝置預(yù)定的工作電壓值相比，如果低于工作電壓，雖然敏感熔斷器動作，但作用執(zhí)行器跳閘。 這里連接的變壓器稱為零序電壓互感器。 單相電壓的相量和不為零，形成的電壓就是零序電壓。
2. 零序檢測
零序參數(shù)（阻抗）與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，特別是變壓器的接線方式和中性點接地形式有關(guān)。 通常，零序參數(shù)（阻抗）和零序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與正序網(wǎng)絡(luò)和負序網(wǎng)絡(luò)不同。 對于變壓器來說，零序檢測與其結(jié)構(gòu)（三個三相變壓器組或三柱變壓器）、繞組的接法（△或Y）以及是否接地有關(guān)。 當單相變壓器右側(cè)接成三角形或星形接法且中性點不接地時，變壓器的零序檢測從兩側(cè)看總是無窮大。 因為無論另一側(cè)的連接方式如何，當零序電流施加到這兩側(cè)時，零序電壓都無法傳送到變壓器。 所以只有當變壓器的定子接成星形，但中性點接地時，從星形一側(cè)看變壓器時，零序檢測是有限的（盡管有時還是很大）。 對于輸電線路來說，零序檢測與并行線路的數(shù)量、是否有架空相線以及相線的電導(dǎo)率有關(guān)。 零序電壓在單相線路中同相，互感很大，所以零序檢測比隨機序檢測大，但零序電壓會通過地面和架空相線，架空相線對單相線有屏蔽作用，使得零序磁鏈減少，雖然零序檢測有所減少。 當同向零序電壓通過并聯(lián)架設(shè)的雙回單相架空輸電線路時，除第一回路至第二單相任意兩相的互感外，形成助磁但第二回路的所有三相對第一回路的互感也形成助磁效應(yīng)，反之亦然，進一步降低了這些線路的零序阻抗。
零序電壓
在單相四線電路中，單相電壓的相量和等于0，即Ia+Ib+IC=0
如果單相四線接一個電壓互感器，此時感應(yīng)電壓為零。 當電路發(fā)生觸電或短路故障時，電路中就會流過短路電壓。 此時，通過變壓器的單相電壓相量和不等于零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I（短路電壓）
這樣，變壓器的次級線圈中就有感應(yīng)電流。 該電流被施加到測量部分的電子放大器電路。 與保護區(qū)裝置預(yù)定的工作電壓值相比，如果低于工作電壓，雖然敏感熔斷器動作，但作用于執(zhí)行裝置跳閘。 這里連接的變壓器稱為零序電壓互感器。 單相電壓的相量和不為零，形成的電壓就是零序電壓。
形成零序電壓的兩個條件：
1、無論是橫向故障、縱向故障、正常與異常不對稱，只要有零序電流即可；
2、零序電壓有通路。
以上兩個條件缺一不可。 由于缺乏第一，所以沒有來源； 缺少第二個就是我們一般討論的“有電流就一定有電壓”的問題。
零序公式：3U0=UA+UB+UC、3I0=IA+IB+IC
亂序、負序、零序的出現(xiàn)就是將系統(tǒng)電流、電流不對稱發(fā)生時，單相的不對稱分量分析成同方向的對稱分量（正負序）和零序分量。 只要是單相系統(tǒng)，以上三個分量都可以分解（有點像功率的合成與分解，但很多情況下某個分量的值為零）。 對于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對稱，負序和零序分量的值都為零（這就是為什么我們常說正常狀態(tài)下只有無序分量）。 當系統(tǒng)發(fā)生故障時，單相出現(xiàn)不對稱，這時才能分解出負序和零序分量的大?。ㄓ袝r只有其中之一），所以通過測量這兩個分量的權(quán)重是否低，就可以知道系統(tǒng)有問題（尤其是三相接地時的零序重量）。 下面將介紹如何通過畫圖的方法簡單地得到各分量的幅值和相位角。 前提是單相電流或電壓（矢量值）已知。 事實上，在實際工程中，每個部件都是直接測量的。 由于圖片無法上傳，請按照書面說明在紙上繪制圖片。
從已知條件畫出系統(tǒng)單相電壓的矢量圖（以電壓為例，電流相同）（為了理解清楚，不畫出含義）。
(1)求零序分量：將三個向量相乘并求和。 也就是說，A 相不移動，B 相的原點平移到 A 相的頂部（箭頭處）。 請注意，B 相只能平移，不能旋轉(zhuǎn)。 以同樣的方式將 C 相平移到 B 相的頂部。 此時，從A相原點到C相頂部做一個向量（有時是箭頭對箭頭），這個向量就是單相向量之和。 最后取這個向量大小的三分之一，就是零序分量的大小，方向與這個向量相同。
(2)找出亂序分量：首先對原單相矢量圖做如下處理：A相不動，B相逆時針旋轉(zhuǎn)120度零序電流過大怎么解決，C相順時針旋轉(zhuǎn)120度，從而得到新的矢量圖。 將這個矢量圖的單相按照上述方式相乘，取三分之一，就得到亂序的A相，用A相矢量的幅值分別畫出B相和C相兩相相差 120 度。 這會產(chǎn)生無序的份量。
(3)求負序列的權(quán)重：注意，原始矢量圖像的處理方法與求無序序列的處理方法不同。 A相不動，B相順時針轉(zhuǎn)動120度，C相逆時針轉(zhuǎn)動120度，從而得到新的矢量圖。 以下方法與亂序時相同。
通過以上方法，可以分析各種系統(tǒng)故障的大概情況，比如為什么三相接地時零序保護會動作，但兩相漏電時基本沒有零序電壓。
這里說一下各個權(quán)重和紋波之間的關(guān)系。 由于紋波與基波的頻率有特殊的關(guān)系，當與基波合成時，會表現(xiàn)出無序、負序和零序特性。 但我們不能將波動與這些權(quán)重等同起來。 由上可知，之所以將基波分解為三個分量，是為了方便系統(tǒng)的分析和狀態(tài)的判斷。 如果零序情況較多，則說明發(fā)生了三相接地。 這個分析是基于基波的，但是正是基波上疊加的紋波對檢測形成了偏差，所以紋波是一個外部干擾量，它的值并不是我們分析時想要的，就像三重紋波對零序分量的干擾一樣。
零序電壓保護在運行中需要注意以下問題：
(1)當電壓回路斷開時，可能會引起保護誤動作。 這是較靈敏保護的常見弱點，在運行過程中需要避免。 就斷開的概率而言，它比距離保護電流回路斷開的概率要小得多。 如果確實有必要，也可以通過相鄰電壓互感器的零序電壓閉鎖來避免這些誤動作。
(2)當電力系統(tǒng)存在對稱運行時，也會出現(xiàn)零序電壓，如變壓器單相參數(shù)相同引起的不對稱運行、三相重合閘過程中的兩相運行等、單相重合閘及自動跳閘時，單相斷路器缺相，母線投切操作時斷路器與隔離開關(guān)并聯(lián)或斷路器正?；芈愤\行時，零相由于隔離開關(guān)或斷路器的觸頭內(nèi)阻三相不一致而產(chǎn)生順序環(huán)流。 以及空投變壓器時形成的不平衡電樞勵磁涌流，特別是空投變壓器所在母線有中性點接地變壓器運行時，可能會出現(xiàn)較長時間的不平衡電樞勵磁涌流和直流分量等?？赡軙?dǎo)致零序電壓保護啟動。
(3)對于地理位置較近的并行線路，當其中一條線路出現(xiàn)故障時，可能會在另一條線路上引起感應(yīng)零序電壓，導(dǎo)致反向分流側(cè)零序熔斷器誤動作。 如果有可能零序電流過大怎么解決，可用負序方向的熔絲代替，避免上述方向熔絲的誤判。
(4)由于零序方向熔斷器的交流電路通常沒有零序電壓和零序電流，因此電路的斷開不易被檢測到； 當熔斷器的零序電流取自電流互感器開口三角形一側(cè)時，不易用更直觀的模擬方法檢測方向的正確性，因此更容易引起保護拒收以及因交流電路問題導(dǎo)致電網(wǎng)故障時的誤操作。
零序電壓保護
中性點直接接地系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電，會形成較大的零序電壓，可將零序電壓分量作為主要漏電保護來形成保護。 零序過流保護對單相、兩相漏電不響應(yīng)，正常運行和系統(tǒng)振蕩時不形成零序分量，因此具有較好的靈敏度。 但零序過流保護受電力系統(tǒng)運行方式轉(zhuǎn)變的影響較大，因此靈敏度增加，特別是在短距離線路和復(fù)雜環(huán)網(wǎng)上，因為快速移動部分的保護范圍太小，甚至沒有保護范圍，使得零序過流保護各段序電壓保護的性能嚴重惡化，使得保護動作時間很長，靈敏度很低。
定向和非定向零序電壓保護是一種簡單有效的接地保護方法，其優(yōu)點是：
1、結(jié)構(gòu)和工作原理簡單，正確動作率低于其他復(fù)雜保護。
2、整套保護中間環(huán)節(jié)少，特別是對于附近故障，可以實現(xiàn)快速動作，有利于減少故障的發(fā)展。
3、在電網(wǎng)零序網(wǎng)絡(luò)基本穩(wěn)定的情況下，保護范圍相對穩(wěn)定。
4、保護響應(yīng)零序電壓絕對值受故障過渡內(nèi)阻影響較小。
5、保護整定值不受負載電壓影響，基本不受其他中性點不接地電網(wǎng)漏電故障的影響，因此保護延時周期的靈敏度允許設(shè)置較高。
對于采用單相重合閘或綜合重合閘的線路，為了避免單相跳閘時或三相非全相運行狀態(tài)下單相觸頭缺相時引起零序電壓保護的誤動作，相重合閘時，零序電壓保護常采用前級兩級組成的四級保護。
敏感部分根據(jù)被保護線路末端三相或兩相漏電逃逸時出現(xiàn)的最大零序電壓設(shè)定。 其工作電壓小，保護范圍大，但在三相故障排除后，在非全相運行狀態(tài)下閉鎖。 此時，如果其他相再次出現(xiàn)故障，則必須等待重合器重合閘，然后通過重合閘加速合閘。 延長合閘時間可能會導(dǎo)致系統(tǒng)相鄰線路因保護不匹配而越級合閘。 因此，增加了一套不敏感段保護。
不敏感部分根據(jù)脫離非滿相運行并形成振蕩時出現(xiàn)的最大零序電壓來設(shè)置。 其工作電壓較大，可以避免上述非滿相情況下的零序電壓。 兩者都是瞬時的，在估算電力系統(tǒng)不平衡的情況下，引用對稱分量法，即任何單相不平衡電壓、電壓或阻抗都可以分解為三個平衡相量分量，即正相損耗（UA1， UB1、UC1）、負缺相（UA2、UB2、UC2）和零缺相（UA0、UB0、UC0），即：UA=UA1+UA2+UA0。