发电机负序电流的分析

2018-09-13 15:11:04 《电力设备》　点击量：评论 (0)

内蒙古大唐国际托克托发电有限公司源安、源霸四条送出线路因严重的雨雪冰冻灾害相继跳闸三条，仅保留源安二线运行，分析此次事件过程中，线路故障跳闸及线路试送后系统中产生的负序电流对托电发电机的影响程度，以及通过分析发电机的负序电流来判托电送出线路的安全可靠情况。

0、引言

随着超高压超远距离输电线路的普及，近年来雨雪冰冻自然灾窖的频发，经常造成输电线路故障的，线路故障直接影响整个电网的安全可靠运行，同时直接危险电源点电厂的安全可靠的运行。本文就线路故障时产生的负序电流不同特点，分析对发电机影响程度，并提通过分析对比发电机的负序电流不正常增大来判断试送线路的安全可靠性。

1、系统概述

托克托发电厂共有10台机组，发变组采用单元接线方式，发电机通过主变升压至500kV，由于机组存在次同步谐振问题，在主变中性点处加装阻塞滤波器。正常情况下，500kV系统合环运行，接线方式为3/2接线，共安装八个完整串，十回进线，六回出线。四同送出线路，即：托源一~四线，终点分别在北京安定变电站和河北霸州变电站，中间在浑源设有一开关站;两回联变出线给厂内220kV变电站供电。托源一~四线均装设一个单相电抗器和一个性点小电抗器。

2、发电机负序电流

2.1发电机负序电流产生的原因

正常运行中，多数发电机三相负荷基本保持平衡，发电机基本处于对称运行状态，发电机的负序电流很小，不会随机组的负荷变化而有较大的变化。

但是，由于系统和发电机本身的种种原因，会导致不对称运行，不对称电流会由负荷侧流回发电机，根据不对称分量法可知，发电机定子电流可分解为正唐、负序、零序电流。(发电机中性点不直接接地，无零序电流)，发电机出口定子电流中会测得负序电流。

(1)由于输电及供电电网不合理，使三相负载不平衡，造成发电机不对称运行，这种情况产生的负序电流可能在发电机内长期存在。

(2)因系统内或发电机产生的不对称短路故障，如输电线路的单相接地、两相短路，发电机定子匝间、相间短路产生的负序电流存在的时间较短。

(3)系统发生非全相运行，如带单相重合闸的线路，或发电机解(并)列时，出口断路器发生非全相分(合)闸，这时的负序电流就根据故障时间的长短决定。

2.2负序电流对发电机的危害

负序电流对发电机的危害主要有两点：使转子表面局部过热而发生转子烧损事故;使转子发生振动，近而发生轴瓦磨损。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。

2.2.1发电机转子表面局部过热

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，它相对于转予来说为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阻路，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”。

2.2.2发电机转子的振动

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，近而引起发电机转子振动的增加。

2.3发电机负序电流预防措施

(1)根据发电机的负序电流能力，装设发电机负序电流保护或报警装置。

(2)装设发电机出口断路器失灵保护装置，确保发电机发生非全相运行时，能将发电机与系统隔离。

(3)提高发电机及出口的安装水平，消除隐患，加强点检定修。

(4)安装发电机负序电流监视装置，发现发电机负序电流不正常升高，积极采取措施。

3、线路故障情况下发电机负序电流的分析

线路发生不对称故障时，保护动作切除线路，故障时问较短，负序电流会对发电机造成危害，反向考虑通过分祈发电机的负序电流不正常增大，可判断试送线路的安全可靠性程度。

3.1线路故障情况下负序电流对发电机危害程度

线路发生不对称故障时，发电机的负序电流、发电机转子振动都有变化。

3.1.1发电机负序电流的变化