浅谈负序电流的问题

肖剑

摘要：电是人类现代化的标准;电力的发展促进各行各业的繁荣。电的时代到来让我们有了长足的进步;让我们有了想象的翅膀沟通更加方便;让我们能源传输搭上了高铁。电方便了我们的生活，点亮了世界。所以电的生产者发电厂的安全提高到了更高的重要性。发电厂的安全就涉及到太广了，发电机的运行状态通过测量三相发电机电流反应。

关键词：电力;安全;负序电流

三相发电机中负序电流会使得发电机定子的三相电流将不再对称，当负序电流流过发电机的定子绕组时，它产生的磁场的旋转方向相对于同步速以两倍速切割转子绕组，在激磁绕组和阻尼绕组中产生两倍工频的附加电流，在转子表面产生涡流，这些损耗将使转子的温度升高，会降低发电机的出力，严重可能造成发电机损坏。

在发电机正常运行时，要密切关注发电机各项电流情况。在一次发电机在运行时发现有负序电流报警，迅速组织进行排查。电厂完成了各专业启动前检查试验，具备启机发电条件。发电机启动并网前，电气专业完成了以下检查：1检查发电机本体定子、发电机出线电缆相间及各相对地绝缘及吸收比，发电机转子绝缘，发电机出口开关相间、上下口、各相对地绝缘，均合格。2检查发电机本体CT、PT、PT保险及电流电压回路接线，均安装接线良好。3检查发电机本体内部无异物。随即发电机额定转速，使用励磁装置A通道在AVR模式下启动励磁，启动后空载状态下三相电压为A：10.52kV，B：10.52kV，C：10.52kV;在将同期柜内进行假同期试验成功，同期装置功能良好，通过录波装置对比，同期电压接线正确。在发电机成功并网后。发现部分时段发电机三相电流出现不平衡现象，且电流不平衡随时间波动，电压波动较小。3小时后某时刻发电机定子电流A相855安培，B相928安培C相1034安培。最大值与最小值相差179安培，不平衡度达到17%

问题的可能原因分析：发电机三相电流不平衡时，各处发电机定子电流采样均存在不平衡情况，发电机出口开关柜内CT至变送器屏电流采样、发电机本体柜内CT至发电机保护柜F1、F2内中性点电流采样、发电机本体柜内CT至發电机保护F1、F2内机端电流采样均相同。故可以排除测量表计问题导致观测到的发电机三相电流不平衡。通过故障录波装置可见，在电流不平衡时，发电机定子电流、主变高压侧电流及厂用进线电流均存在正序和负序电流，零序电流为0，故可以排除发电机或系统单相或多相接地的情况。期间并未观察到发电机保护、主变保护、线路保护有报警或动作信号发出。可说明并非厂内被保护区间内发生故障导致发电机输出电流不平衡。现各方面查不出问题所在，只能检查发电机本体排除本体是否有故障：为判别发电机三相电流不平衡是否为发电机本体原因，在做好安全措施及前期准备后，进行发电机短路试验。结果发电机三相电流均正常、平衡。这样排除了发电机内部绕组短路或三相直流电阻不平衡的可能。在整个内部问题进行排除后把问题想外进行排查，向调度查询负载电流情况发现：变电站接有功率变化较大不平衡负载：高铁用牵引变电站。对电力系统而言，由于高铁牵引负荷具有大功率单相不平衡性，是一种典型的负序和谐波污染源。因此，当高速铁路接入电网运行时，必将产生大量的不平衡电流和谐波电流注入系统危害电网。且负序电流对电网造成的影响程度与距离负序电流源的远近有关。距离负序源越近，则造成的影响就越大，反之，则越小。由于电气化铁道负荷运行的随机性和波动性，使得相应产生的负序电流也是随机波动的。而距离牵引变电站较近的电厂的负序电流变化正符合以上特征，故此牵引变电站引起厂内负序电流较大、三相电流不平衡的可能性较大。与调度联系，变电站获取实时录波数据，对比牵引变电站电流变化与电厂电流变化关系，最终确认三相电流不平衡原因。负序电流对发电机的危害：当电网处于不平衡状态运行时，就会产生负序电流，负序电流对同步发电机的危害主要使转子产生附加损耗和发热，以及产生附加力矩和机械振动。

针对此次情况对电厂提出内部处理措施：密切关注发电机保护有无负序电流保护报警，如报警持续，则降低发电机负荷至发电机负序电流保护不再报警，以减少负序电流对发电机的不良影响。密切关注发电机本体是否有异常现象，如有发电机温度、振动异常应及时降低负荷观察，必要时应停机检查。电厂外部措施：向电网咨询牵引变电站是否采用馈线方式进行供电，可否将电厂和牵引变分开接在不同的母线上，以减小牵引变对电厂机组的影响。向电网咨询牵引变电站高压侧是否采用轮流换相连接方式接入系统。（牵引变电站注入电网的负序电流与各牵引站引入电网的相序相关，轮流换相连接方式就是将各牵引变压器高压侧轮流接入电网的不同相上，使牵引负荷尽可能满足三相平衡对称，从而减小注入电网的不平衡电流），向电网咨询牵引变压器能否采用同相供电方式供电。向电网咨询可否在电网和牵引变电站安装静止无功补偿装置（SVC），以降低负序电压和改善电网功率因数。

发电机发出了电能，电能通过电网的传输到了我们每个人身边。电能的清洁，高效，便捷无时不刻影响着我们的生活方式。发电机的不平衡电流造成的负序电流对发电机的长期稳定运行造成不同的影响。在发电机运行过程中除了要关注温度、转速、电压、电流这些参数之外。还应关注下是否有负序电流的产生。以保证发电机的正常运行。常见的抑制方法：将不对称负载分散接到不同的供电点;将不对称负载合理分类到各相;采用平衡装置。

参考文献：

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