淺談負序電流的問題

肖劍

摘要：電是人類現代化的標準;電力的發展促進各行各業的繁榮。電的時代到來讓我們有了長足的進步;讓我們有了想象的翅膀溝通更加方便;讓我們能源傳輸搭上了高鐵。電方便了我們的生活，點亮了世界。所以電的生產者發電廠的安全提高到了更高的重要性。發電廠的安全就涉及到太廣了，發電機的運行狀態通過測量三相發電機電流反應。

關鍵詞：電力;安全;負序電流

三相發電機中負序電流會使得發電機定子的三相電流將不再對稱，當負序電流流過發電機的定子繞組時，它產生的磁場的旋轉方向相對于同步速以兩倍速切割轉子繞組，在激磁繞組和阻尼繞組中產生兩倍工頻的附加電流，在轉子表面產生渦流，這些損耗將使轉子的溫度升高，會降低發電機的出力，嚴重可能造成發電機損壞。

在發電機正常運行時，要密切關注發電機各項電流情況。在一次發電機在運行時發現有負序電流報警，迅速組織進行排查。電廠完成了各專業啟動前檢查試驗，具備啟機發電條件。發電機啟動并網前，電氣專業完成了以下檢查：1檢查發電機本體定子、發電機出線電纜相間及各相對地絕緣及吸收比，發電機轉子絕緣，發電機出口開關相間、上下口、各相對地絕緣，均合格。2檢查發電機本體CT、PT、PT保險及電流電壓回路接線，均安裝接線良好。3檢查發電機本體內部無異物。隨即發電機額定轉速，使用勵磁裝置A通道在AVR模式下啟動勵磁，啟動后空載狀態下三相電壓為A：10.52kV，B：10.52kV，C：10.52kV;在將同期柜內進行假同期試驗成功，同期裝置功能良好，通過錄波裝置對比，同期電壓接線正確。在發電機成功并網后。發現部分時段發電機三相電流出現不平衡現象，且電流不平衡隨時間波動，電壓波動較小。3小時后某時刻發電機定子電流A相855安培，B相928安培C相1034安培。最大值與最小值相差179安培，不平衡度達到17%

問題的可能原因分析：發電機三相電流不平衡時，各處發電機定子電流采樣均存在不平衡情況，發電機出口開關柜內CT至變送器屏電流采樣、發電機本體柜內CT至發電機保護柜F1、F2內中性點電流采樣、發電機本體柜內CT至發電機保護F1、F2內機端電流采樣均相同。故可以排除測量表計問題導致觀測到的發電機三相電流不平衡。通過故障錄波裝置可見，在電流不平衡時，發電機定子電流、主變高壓側電流及廠用進線電流均存在正序和負序電流，零序電流為0，故可以排除發電機或系統單相或多相接地的情況。期間并未觀察到發電機保護、主變保護、線路保護有報警或動作信號發出。可說明并非廠內被保護區間內發生故障導致發電機輸出電流不平衡。現各方面查不出問題所在，只能檢查發電機本體排除本體是否有故障：為判別發電機三相電流不平衡是否為發電機本體原因，在做好安全措施及前期準備后，進行發電機短路試驗。結果發電機三相電流均正常、平衡。這樣排除了發電機內部繞組短路或三相直流電阻不平衡的可能。在整個內部問題進行排除后把問題想外進行排查，向調度查詢負載電流情況發現：變電站接有功率變化較大不平衡負載：高鐵用牽引變電站。對電力系統而言，由于高鐵牽引負荷具有大功率單相不平衡性，是一種典型的負序和諧波污染源。因此，當高速鐵路接入電網運行時，必將產生大量的不平衡電流和諧波電流注入系統危害電網。且負序電流對電網造成的影響程度與距離負序電流源的遠近有關。距離負序源越近，則造成的影響就越大，反之，則越小。由于電氣化鐵道負荷運行的隨機性和波動性，使得相應產生的負序電流也是隨機波動的。而距離牽引變電站較近的電廠的負序電流變化正符合以上特征，故此牽引變電站引起廠內負序電流較大、三相電流不平衡的可能性較大。與調度聯系，變電站獲取實時錄波數據，對比牽引變電站電流變化與電廠電流變化關系，最終確認三相電流不平衡原因。負序電流對發電機的危害：當電網處于不平衡狀態運行時，就會產生負序電流，負序電流對同步發電機的危害主要使轉子產生附加損耗和發熱，以及產生附加力矩和機械振動。

針對此次情況對電廠提出內部處理措施：密切關注發電機保護有無負序電流保護報警，如報警持續，則降低發電機負荷至發電機負序電流保護不再報警，以減少負序電流對發電機的不良影響。密切關注發電機本體是否有異常現象，如有發電機溫度、振動異常應及時降低負荷觀察，必要時應停機檢查。電廠外部措施：向電網咨詢牽引變電站是否采用饋線方式進行供電，可否將電廠和牽引變分開接在不同的母線上，以減小牽引變對電廠機組的影響。向電網咨詢牽引變電站高壓側是否采用輪流換相連接方式接入系統。（牽引變電站注入電網的負序電流與各牽引站引入電網的相序相關，輪流換相連接方式就是將各牽引變壓器高壓側輪流接入電網的不同相上，使牽引負荷盡可能滿足三相平衡對稱，從而減小注入電網的不平衡電流），向電網咨詢牽引變壓器能否采用同相供電方式供電。向電網咨詢可否在電網和牽引變電站安裝靜止無功補償裝置（SVC），以降低負序電壓和改善電網功率因數。

發電機發出了電能，電能通過電網的傳輸到了我們每個人身邊。電能的清潔，高效，便捷無時不刻影響著我們的生活方式。發電機的不平衡電流造成的負序電流對發電機的長期穩定運行造成不同的影響。在發電機運行過程中除了要關注溫度、轉速、電壓、電流這些參數之外。還應關注下是否有負序電流的產生。以保證發電機的正常運行。常見的抑制方法：將不對稱負載分散接到不同的供電點;將不對稱負載合理分類到各相;采用平衡裝置。

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