负序电流危害
负序电流对发电机转子的危害分析及防范措施_沈波
2007 年第 5 期
沈 波 , 等 :负序电流对发电机转子的危害分析及防范措施
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绝热过程中 , 忽略热量的传导作用 , 损耗和 转子本身的热容量决定转子温升 。
运行实践表明 , 容量较小的发电机因定 子线负荷较低 , 转子热容量相对负荷而言较 大 , 同时转子机械强度相对额定扭矩的裕量 较大 , 因而承受稳态和暂态负序电流的能力 都较强 。 大容量发电机的定子线负荷较高 , 转子本身热容量相对于负荷来说较小 , 正常 运行时主要依靠高效的冷却系统散热 。 发生 短时不对称故障的绝热过程中 , 转子结构件 温升大 , 容易造成转子过热甚至烧损 。
以(I 2/I N)2t =A 作为判据即能反映转子对 负序电流所产生的损耗的承受能力 。 同时转 子表面的局部温度与平均温度之比为 2 。(I 2/ IN)2t =A 是 负 序 电流 I 2 与故 障 时 间 t 的函 数 , 通常发电机的负序保护即以(I 2/IN)2t =A 作为反时限整定的依据 。 国标 《透平型同步 电机技术要求》 (GB/T 7064 -1996)规定的负 序能力如表 3 。
表 2 是国内 一些制造厂(单位)提出 的汽 轮发电机稳态负序能力的试验值 。 正常结构 设计的发电机 , 其 I 2/IN 皆大于 0 .1 。 2 .2 暂态负序能力分析
表 2 汽轮发电机稳态负 序能力
发电机型号
容量/MW
冷却方式
I2/ IN试验值
SQF-100 -2
100
QFS -125 -2
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浙江电力
2007 年第 5 期
决定 , 由于持续时间较短 , 故不受转子绝缘 材料的长期允许温度限制 。 国标 JB/T 8445 1996 规定的 转子结构件材料(金属)允 许最高 温度见表 1 。
浅谈我国电铁牵引负荷负序电流危害及改善措施
浅谈我国电铁牵引负荷负序电流危害及改善措施摘要：由于电气化铁路的电力机车是移动性的单相整流带冲击的负荷，当其接入电网运行时，在电力系统中将产生较大的谐波和负序分量，如不采取措施加以治理，将对电气设备及电力系统的安全经济运行造成严重的威胁。
分析我国电铁牵引负荷负序电流危害，概述我国电力牵引现行电能质量改善的措施。
关键词：电铁牵引负荷、负序电流、危害、改善措施一、电铁牵引负荷负序电流对电力系统危害（一）对同步发电机的危害负序电流对发电机影响最大的是转子的附加损耗与发热，其次就是附加振动。
在电力系统中三相平衡时即三相电流为零时，发电机定子三相电流所产生的旋转磁场与转子转速相同，均为同步转速，而且方向也一样，所以定子旋转磁场与转子旋转磁场相对静止。
在这种情况下，发电机转子励磁绕组中只有正常的励磁电流。
但是当系统中存在有负序电流时，负序电流与正序电流的作用却截然不同。
负序电流流过发电机定子绕组时将产生负序旋转磁场，其转速与转子的转速相同，均为同步转速，但方向与转子的旋转方向相反。
相对于转子而言，转速为同步速的2倍。
这种负序旋转磁场以2倍的速度直接扫过转子绕组和转子本体表面，从而在转子励磁线圈、阻尼线圈及转子本体中感应出2倍同频率的电势，并引起涡流。
涡流将引起励磁线圈、阻尼线圈及转子其他部分的附加发热，产生额外的热量和能量损失。
同时，由于负序旋转磁场感应出来的电流频率高，集肤效应较为严重，这个电流极不容易渗透到转子的深处，而集中在转子本体利各个部件的表面。
负序旋转磁场在转子方面所感应出来的2倍工频环流直接越过汽轮机转子的槽楔与齿，以及槽楔和齿与护环的许多接触面。
而这些地方的接触电阻较高，可能出现局部高温现象，会降低转子部件金属材料的强度和线圈绝缘强度，尤其护环在转子本体上嵌装处的局部发热是特别危险的。
因为护环是应力最大的部件．其机械强度稍有消弱，就可能引起严重的后果。
单相电铁牵引负荷，引起发电机的不对称运行。
发电机负序电流的危害及控制措施
发电机负序电流的危害及控制措施摘要：正常运行的发电机定子电流为三相对称的稳态正序电流，当因各种原因发生不对称运行时，发电机将产生负序电流，其主要原因有系统出现不对称负荷、系统或发变组发生不对称短路、发变组发生非全相运行等。
发电机负序电流超过允许值将对发电机产生一定的危害，本文根据大唐国际锡林浩特发电有限责任公司两台发电机稳态和暂态工况下存在的负序电流的实际案例对发电机负序电流的危害及控制措施开展探析。
关键词：发电机、负序电流、三相不平衡、火电。
引言[yyh1]：随着我国特高压交直流电网的逐步形成和新能源大规模持续并网，与换流站紧密联系的交流系统三相不平衡的问题也开始显现。
大唐国际锡林浩特发电公司发电机经主变升压后接入1000kV交流特高压站，该1000kV交流特高压站与附近的±800kV直流换流站相聚26km并在各自的500kV侧紧密联系。
大唐国际锡林浩特发电公司1号、2号机组自2019年12月始相继并网，两台机组与系统并列后均长期存在一定程度的负序电流，同时在交流系统因直流系统闭锁导致扰动时产生较大的暂态负序电流，针对该情况开展负序电流可能造成危害及控制措施的研究尤为必要。
1、负序电流的危害负序电流对发电机的主要危害在于负序电流流过定子绕组时，负序电流产生的负序磁场同样以同步转速旋转，但与正序旋转磁场的旋转方向相反，因而，以同步转速旋转的发电机转子将以两倍速同步切割该负序磁场，在励磁绕组及转子本体中感应出两倍工频的附加电流，在转子表面产生涡流，使发电机转子产生发热和附加损耗，危害转子槽楔及接头、护环等部位，同时由于气隙合成磁场所产生的交变磁力矩作用在定子基座和转子转轴上，将引起两倍工频的附加振动。
另外，负序电流会增大变压器的附加能量损失，使变压器的铁芯磁路产生附加发热，同时，负序电流的大小和持续时间长短的变化有引起继电保护装置动作的可能。
2、发电机承受负序电流的能力以大唐国际锡林浩特发电公司所采用的东方电机有限公司生产的额定电流为19245A的QFSN-660-2-22B型汽轮发电机为例，该电机说明书中列出的承稳态和暂态负序电流的能力分别为：当三相负载不对称，且每相电流不超过额定定子电流I N时，其负序电流分量I2与额定电流I N之比（I2/I N）应不大于8%。
负序保护原理
负序保护原理
负序保护原理是指在电力系统中，通过使用逆变器等设备，将电网供电转换为
直流电，再通过逆变器将直流电转换为交流电，以保护电网不受负序电流的影响。
负序电流是指在三相电网中，电流的相位差为120°，但是幅值相等的电流。
负序
电流会导致电网中的设备损坏、电网不稳定甚至引发事故，因此负序保护原理的应用十分重要。
首先，负序保护原理的应用可以有效保护电网中的设备。
由于负序电流会导致
设备受到不均衡的电流冲击，使得设备温升过高，绝缘老化，甚至损坏。
通过使用逆变器等设备，将负序电流转换为正序电流，可以保护电网中的设备不受损坏。
其次，负序保护原理的应用可以提高电网的稳定性。
负序电流会导致电网中的
电压不平衡，影响电网的正常运行。
通过使用逆变器等设备，将负序电流转换为正序电流，可以消除电网中的不平衡电流，提高电网的稳定性，保障电网的正常运行。
此外，负序保护原理的应用还可以减少电网事故的发生。
负序电流会导致电网
中的不平衡电流过大，使得电网中的设备运行不稳定，容易引发事故。
通过使用逆变器等设备，将负序电流转换为正序电流，可以减少电网事故的发生，保障电网的安全运行。
总的来说，负序保护原理的应用对于保护电网中的设备、提高电网的稳定性、
减少电网事故都具有重要意义。
在电力系统中，应用负序保护原理可以有效保障电网的安全运行，提高电网的可靠性，减少电网事故的发生。
因此，负序保护原理的研究和应用具有重要意义，对于电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。
负序电流及其对汽轮发电机的危害_张文辉
于负序电流分量对发电机本身的影响 。
机端不对称电压的影响 , 可以由不对称电流 、
同步发电机的励磁电动势和相序阻抗来求得 , 由
此可以求出端电压的不对称程度 。 本文主要分析
负序分量对发电机的影响 , 发电机不对称计算问
题在这里不做过多的讨论 。
2 负序电流对汽轮发电机的危害
在对称运行状态下 , 汽轮发电机定子旋转磁 场与转子转向相同 , 速度相同 , 没有相对运动 。在 不对称运行状态下 , 可以将系统分解为三个对称 的独立网络 :正序 、负序和零序 。通常发电机出口 主变靠发电机侧为 Δ接法 , 所以零序分量对发电 机的影响可以不考虑 。而三相负序电流在发电机 定子 、转子气隙间产生反向同步旋转磁场 , 转子则 正向同步旋转 , 所以转子相对于负序旋转磁场有 两倍同步转速 , 因而在转子表面感生 2 倍频电流 。 由于这个感应电流频率较高 , 集肤效应较大 , 不容 易穿入转子深处 , 所以这些电流只在转子表面的 薄层中流过 , 其穿透深度可用下式表示 :
暂态负序能力是指在发电机端短路故障时承 受短时间的严重不对称的能力 。当发电机出口两 相短路时这种情况最为严重 。 它的特点是不对称 程度严重 , 但持续时间很短 , 如发电机在差动保护 范围 内故障 , 保护可在极短 的时间内切除故障 。
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上海应用技术学院学报
第 6 卷
由于时间短 , 转子部件升温过程中热量还来不及 向周围扩散 , 可以看成是一种绝热状态 , 这对转子 部件的危害是相当严重的 。 3 .3 关于负序能力的规定
电机负序保护
电机负序保护电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的,在正常运行时,一次回路缺相负序电流为额定电流的倍,CT二次回路断线时负序电流为额定电流的倍,因此一般取负序电流I2dz=电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的,在正常运行时,一次回路缺相负序电流为额定电流的倍,CT二次回路断线时负序电流为额定电流的倍,因此一般取负序电流I2dz=负序保护,主要通过测量电动机的负序电流来实现;电源电压的不平衡将会在电动机绕组中产生负序电流,该电流的值取决于电动机的负序阻抗对正序阻抗的比值,此比值大致是正常满负荷电流对启动电流之比,例如,一台启动电流为6倍额定电流的电动机,电源电压有5％的负序,将引起大约30％的负序电流;由于负序电流在转子中感应涡流,引起电动机过热,为了保护转子不受不平衡电流损害,过热过负荷保护在它的动作方程中加入了负序电流热效应系数K2,对于严重的不平衡,诸如断线或反相,必须提供快速保护－－单独的不平衡保护; 电动机启动时由于CT饱和等因素容易造成波形失真,从而造成负序保护误动作,本装置的负序动作电流和时限的整定值在电动机启动前后可分别整定;为了保护电动机断相或反相,启动结束后的典型的负序动作电流整定值I2ZD＝Is是合适的Is为电动机额定工作电流,启动过程中的负序动作电流整定值可根据启动试验测量的最大负序电流来确定;负序动作电流整定值I2ZD的整定范围启动时为～,启动结束后为～,级差均为 ,当I2>I2ZD 时启动负序保护;负序保护动作时间按电流/时间反时限动作特性,用负序保护时间常数T2整定范围为～秒,级差秒来表示,启动时和运行时分别整定;负序保护动作时间t2和负序保护时间常数T2的关系可用下面的公式表示：t2 = T2×I2ZD/ I2秒在整定比较灵敏典型为 I2 ＝～Is时,采用动作时间较长的整定值;注意:当保护应用于FC回路时,保护功能选择中的‘FC方式’必须选择为‘ON’,此时负序保护的最小动作时间为;当保护动作时装置跳闸出口动作,同时‘保护’指示灯点亮,液晶显示器背光点亮并闪烁显示‘负序保护动作’字样;本保护在保护CT断线及‘自检故障’发生时被闭锁;为了保护电动机断相或反相,典型的负序动作电流整定值I2ZD＝Is是合适的Is为电动机额定工作电流,希望作为灵敏的不平衡保护时,可取I2ZD＝～Is;电动机启动时由于CT饱和等因素容易造成波形失真,从而造成负序保护误动作,可根据启动试验测量的最大负序电流整定启动时负序动作电流;运行时负序保护时间常数T2的整定应躲过电动机外部两相短路时母线进线开关的切除时间,一般取T2＝,在整定得比较灵敏典型为I2ZD＝～ Is时,采用时间常数较长的曲线如T2＝;启动时负序保护时间参数T2按照启动时保护不误动原则整定;电动机保护在实际运行中由于各种原因误动的概率较高,因此当保护动作后分析动作原因成为判断动作正确性的难点,现提出以下一些原因,请各位高手做一指点,并请分析原因：1、电动机相间短路可通过测绝缘,测阻值平衡分析；2、母线电压不平衡,单相或两项电压低,导致电流不平衡；3、母线电压平衡但电压低,由于电动机绕组本身的不平衡,在启动时由于启动堵转电流较大产生电流不平衡从而使负序电流达定值；4、母线相间短路；5、断路器缺相；6、断路器三相动作时间有差异,某项合闸时间滞后或超前,导致电流不平衡发电机负序保护动作的原因和危害最近一段时间,公司的1发电机组的负序保护频繁动作,经询问地调通知为牵引车引起的,目前,我国电气化铁路普遍采用工频单相交流制式,其单相移动的牵引负荷,会造成系统三相负荷的不对称,出现单相牵引整流冲击负荷 ,严重地破坏了地区电力系统的对称运行 ,产生的负序分量和高次谐波将给电力系统带来一定的影响,负序电流对发电机所造成的危害已经在电力系统的运行实践中被多次证实;当负载不对称或非全相运行时,其中的负序电流分量就会在发电机的转子表面流过,产生局部过热,使绝缘受到损坏并伴随有强烈的机械破坏;随着负序电流逐渐分散进人电力系统,系统各处的负序电压水平将逐渐下降,主要影响影响有：1、当定子三相绕组流过负序电流时,在发电机定子内出现负序旋转磁通,以同步速度与转子相反方向旋转,在励磁绕组、阻尼绕组及转子本体中感应出两倍工频的电流,从而引起这些部位的附加损耗而发热;由于这个两倍工频感应电流频率较高,集肤效应较大,故其不容易穿入转子深处,只在转子表面的薄层中流过,感应电流流过转子槽契齿,并流过槽齿与护环的许多接触;而这些地方电阻较高,发热尤为严重,可能出现局部高温,破坏转子部件的机械绕组绝缘；6 t S3 e- A0 m Ph6 L& W. UV, |8 h负序电流除引起发热外,还会引起机械振动,因为它产生100Hz的交变电磁力矩,作用在转子轴和定子机座,使机组产生100Hz稳定的噪声,并使发电机各部件产生机械负荷;这就可能导致护环在转子本体上的装嵌处特别危险,因为护环是应力最大的部件,机械强度稍微削弱,就可能引起极严重的后果； h% a l: \- R7 W$ E~7 i2 v+ Z4 w; D: W增大各翰电环节的损耗；负序电压的存在对三相电动机用户产生不利影响,造成电动机三相电流不对称和附加损耗, 使出力下降并危及电动机安全;公司电气运行规程规定：当汽轮发电机在额定工况连续运行时,三相电流差不应超过10%;目前,检查保护装置和保护定值均正确无误,有时发电机的不平衡电流竟达20%多,发电机的声音和振动比以前明显增大,为确保发电机和其它电气设备的安全稳定运行,需要供电公司采取必要的措施,减少和限制负序分量的存在：/ u6 r B R% i h建议改善措施主要有：1.对电气化铁路各牵引变电所实行进线相序轮换,减少电气化区段的综合负序;F4 G0 x+ , + O0 R&2、采用平衡接线变压器; j. y G2 F; l W3.在受负序电流影响最大的电力系统分支回路中加装电抗器,以限制进人该支路的负序电流;。
发电机负序电流保护
发电机负序电流保护
电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时，发电机定子绕组中就有负序电流，这个电流在电动机气隙中产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速。
因此在转子部件中出现倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位造成转子局部灼伤。
严重时可能使护环受热松脱，使发电机造成重大损坏。
另外１００Ｈz的振动。
为了防止上述危害发电机的问题发生，必须设置负序电流保护。
发电机负序过流保护，可取发电机中心点侧的组互感器，也可取发电机出线端的一组电流互感器，将三相电流引到负序继电器，反时限最好，定时限也可，根据发电机的负序过载特性进行整定。
利用负序电流作为判据的构成的保护，在输电线路上（如负序方向高频），在变压器上（负序过流），在电动机上（如缺相保护）应用相当普遍，即可作为主判据，也可作为启动元件，或辅助元件。
负序无功电流
负序无功电流
负序无功电流，是指功率因数小于零的无功电流。
在电力系统中，负序无功电流是一种常见的现象，它对电力系统的稳定运行产生了一定的影响。
让我们来了解一下负序无功电流的产生原因。
在三相电力系统中，电流的相位差是非常重要的，它决定了电力系统的稳定性。
当电力系统中存在不平衡负载时，例如某一相的负载较大，而其他两相的负载较小，就会导致电流的相位差发生变化。
如果负载不平衡严重，电流的相位差可能会偏离120度，这就产生了负序无功电流。
负序无功电流对电力系统的影响是多方面的。
首先，它会导致电力系统的功率因数下降，从而降低了电力系统的效率。
其次，负序无功电流还会增加电力系统的损耗，使电力设备的运行效果下降。
最重要的是，负序无功电流还会引起电力系统的不稳定，可能导致电力设备的过载、故障甚至损坏。
为了解决负序无功电流的问题，电力系统通常会采取一些措施。
首先，可以采用负序电流抑制器来抑制负序无功电流的产生。
其次，可以通过优化电力系统的负载分配来减少负序无功电流的影响。
此外，还可以采用无功补偿装置来提高电力系统的功率因数，从而减少负序无功电流的影响。
负序无功电流是电力系统中的一种常见问题，它对电力系统的稳定
运行产生了一定的影响。
我们应该采取措施来减少负序无功电流的产生，提高电力系统的效率和稳定性。
只有这样，我们才能确保电力系统的安全运行，为人们的生活和生产提供可靠的电力供应。
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负序电流危害
答:发电机转子的旋转方向和旋转速度,与三相正序对称电流所形成的正向旋转磁场的转向和转速一致,即转子的转动与正序旋转磁场之间无相对运动,此即"同步"的概念。
当电力系统发生不对称短路或负荷三相不对称(接有电力机车、电弧炉等单相负荷)时,在发电机定子绕组中就流有负序电流。
该负序电流在发电机气隙中产生反向(与正序电流产生的正向旋转磁场相反)旋转磁场,它相对于转子来说为2倍的同步转速,因此在转子中就会感应出100Hz的电流,即所谓的倍频电流。
该倍频电流主要部分流经转子本体、槽楔和阻尼条,而在转子端部附近沿周界方向形成闭合回路,这就使得转子端部、护环内表面、槽楔和小齿接触面等部位局部灼伤,严重时会使护环受热松脱,给发电机造成灾难性的破坏,即通常所说的"负序电流烧机",这是负序电流对发电机的危害之一。
另外,负序(反向)气隙旋转磁场与转子电流之间,正序(正向)气隙旋转磁场与定子负序电流之间所产生的频率100Hz交变电磁力矩,将同时作用于转子大轴和定子机座上,引起频率为100Hz的振动,此为负序电流危害之二。
发电机承受负序电流的能力,一般取决于转子的负序电流发热条件,而不是发生的振动,即负序电流的平方与时间的乘积决定了发电机承受负序电流的能力。