0、引言

隨著超高壓超遠(yuǎn)距離輸電線路的普及，近年來(lái)雨雪冰凍自然災(zāi)窖的頻發(fā)，經(jīng)常造成輸電線路故障的，線路故障直接影響整個(gè)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，同時(shí)直接危險(xiǎn)電源點(diǎn)電廠的安全可靠的運(yùn)行。本文就線路故障時(shí)產(chǎn)生的負(fù)序電流不同特點(diǎn)，分析對(duì)發(fā)電機(jī)影響程度，并提通過(guò)分析對(duì)比發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流不正常增大來(lái)判斷試送線路的安全可靠性。

1、系統(tǒng)概述

托克托發(fā)電廠共有10臺(tái)機(jī)組，發(fā)變組采用單元接線方式，發(fā)電機(jī)通過(guò)主變升壓至500kV，由于機(jī)組存在次同步諧振問(wèn)題，在主變中性點(diǎn)處加裝阻塞濾波器。正常情況下，500kV系統(tǒng)合環(huán)運(yùn)行，接線方式為3/2接線，共安裝八個(gè)完整串，十回進(jìn)線，六回出線。四同送出線路，即：托源一~四線，終點(diǎn)分別在北京安定變電站和河北霸州變電站，中間在渾源設(shè)有一開(kāi)關(guān)站;兩回聯(lián)變出線給廠內(nèi)220kV變電站供電。托源一~四線均裝設(shè)一個(gè)單相電抗器和一個(gè)性點(diǎn)小電抗器。

2、發(fā)電機(jī)負(fù)序電流

2.1發(fā)電機(jī)負(fù)序電流產(chǎn)生的原因

正常運(yùn)行中，多數(shù)發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷基本保持平衡，發(fā)電機(jī)基本處于對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流很小，不會(huì)隨機(jī)組的負(fù)荷變化而有較大的變化。

但是，由于系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身的種種原因，會(huì)導(dǎo)致不對(duì)稱運(yùn)行，不對(duì)稱電流會(huì)由負(fù)荷側(cè)流回發(fā)電機(jī)，根據(jù)不對(duì)稱分量法可知，發(fā)電機(jī)定子電流可分解為正唐、負(fù)序、零序電流。(發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不直接接地，無(wú)零序電流)，發(fā)電機(jī)出口定子電流中會(huì)測(cè)得負(fù)序電流。

(1)由于輸電及供電電網(wǎng)不合理，使三相負(fù)載不平衡，造成發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行，這種情況產(chǎn)生的負(fù)序電流可能在發(fā)電機(jī)內(nèi)長(zhǎng)期存在。

(2)因系統(tǒng)內(nèi)或發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的不對(duì)稱短路故障，如輸電線路的單相接地、兩相短路，發(fā)電機(jī)定子匝間、相間短路產(chǎn)生的負(fù)序電流存在的時(shí)間較短。

(3)系統(tǒng)發(fā)生非全相運(yùn)行，如帶單相重合閘的線路，或發(fā)電機(jī)解(并)列時(shí)，出口斷路器發(fā)生非全相分(合)閘，這時(shí)的負(fù)序電流就根據(jù)故障時(shí)間的長(zhǎng)短決定。

2.2負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的危害

負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的危害主要有兩點(diǎn)：使轉(zhuǎn)子表面局部過(guò)熱而發(fā)生轉(zhuǎn)子燒損事故;使轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，近而發(fā)生軸瓦磨損。發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力，一般取決于轉(zhuǎn)子的負(fù)序電流發(fā)熱條件，而不是發(fā)生的振動(dòng)，即負(fù)序電流的平方與時(shí)間的乘積決定了發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力。

2.2.1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表面局部過(guò)熱

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或負(fù)荷三相不對(duì)稱(接有電力機(jī)車(chē)、電弧爐等單相負(fù)荷)時(shí)，在發(fā)電機(jī)定子繞組中就流有負(fù)序電流。該負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)氣隙中產(chǎn)生反向(與正序電流產(chǎn)生的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它相對(duì)于轉(zhuǎn)予來(lái)說(shuō)為2倍的同步轉(zhuǎn)速，因此在轉(zhuǎn)子中就會(huì)感應(yīng)出100Hz的電流，即所謂的倍頻電流。該倍頻電流主要部分流經(jīng)轉(zhuǎn)子本體、槽楔和阻尼條，而在轉(zhuǎn)子端部附近沿周界方向形成閉合阻路，這就使得轉(zhuǎn)子端部、護(hù)環(huán)內(nèi)表面、槽楔和小齒接觸面等部位局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使護(hù)環(huán)受熱松脫，給發(fā)電機(jī)造成災(zāi)難性的破壞，即通常所說(shuō)的“負(fù)序電流燒機(jī)”。

2.2.2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)

負(fù)序(反向)氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流之間，正序(正向)氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子負(fù)序電流之間所產(chǎn)生的頻率100Hz交變電磁力矩，將同時(shí)作用于轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上，引起頻率為100Hz的振動(dòng)，近而引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的增加。

2.3發(fā)電機(jī)負(fù)序電流預(yù)防措施

(1)根據(jù)發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流能力，裝設(shè)發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)或報(bào)警裝置。

(2)裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器失靈保護(hù)裝置，確保發(fā)電機(jī)發(fā)生非全相運(yùn)行時(shí)，能將發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)隔離。

(3)提高發(fā)電機(jī)及出口的安裝水平，消除隱患，加強(qiáng)點(diǎn)檢定修。

(4)安裝發(fā)電機(jī)負(fù)序電流監(jiān)視裝置，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)負(fù)序電流不正常升高，積極采取措施。

3、線路故障情況下發(fā)電機(jī)負(fù)序電流的分析

線路發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作切除線路，故障時(shí)問(wèn)較短，負(fù)序電流會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成危害，反向考慮通過(guò)分祈發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流不正常增大，可判斷試送線路的安全可靠性程度。

3.1線路故障情況下負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)危害程度

線路發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，發(fā)電機(jī)的負(fù)序電流、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)都有變化。

3.1.1發(fā)電機(jī)負(fù)序電流的變化

2012年11月03日~11月05日這段時(shí)問(wèn)，托電送出線路源安、源霸線共跳閘15次，托電運(yùn)行發(fā)電機(jī)負(fù)序電流瞬間均有較大的突變，但持續(xù)時(shí)問(wèn)很短。

查看15次線路故障跳問(wèn)時(shí)發(fā)電機(jī)負(fù)序電流，最大值為11月04日15時(shí)27分源霸一線跳閘時(shí)托電#8發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的負(fù)序電流5090A。

結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)負(fù)序電流作為發(fā)電機(jī)重要參數(shù)，發(fā)電廠人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)視負(fù)序電流大小，負(fù)序電流電流異常突變，應(yīng)認(rèn)真分析發(fā)電機(jī)本身或負(fù)荷側(cè)是否存在不對(duì)稱故障運(yùn)行情況，積極進(jìn)行處理以提高發(fā)電廠的安全運(yùn)行可靠水平。

(呂建林 內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限責(zé)任公司  內(nèi)蒙古 010206)

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鴻斌.負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的危害及預(yù)防措施[J].東北電力技術(shù),1995,8(05):49-50

[2]LiuHong-bin.Thenegativecurrentofgeneratorandpreventivemeasuresof[J].NortheasternElectricPowerTechnology,1995,8(05):49-50

作者簡(jiǎn)介：

呂建林，(1979-)，男，工程師，長(zhǎng)期從事電氣運(yùn)行技術(shù)管理工作。聯(lián)系電話:0471-8668438(辦公),13847164530(手機(jī))。