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发电机的负序能力分析和提高措施 河南省濮阳市热电厂（457000） 韦红军 摘要：负序能力是发电机的重要性能指标之一，直接关系到电力系统和发电厂的安全稳定运行。本文对发电机负序电流的简易计算、危害、确定因素及防范措施等进行了分析，提供了一些有效的提高负序能力的技术措施。通过这些措施的落实，可以严防负序电流烧毁转子，保证电力系统和发电厂的安全稳定运行。 关键词：发电机 负序能力 稳态负序能力 暂态负序能力 确定因素 防范措施 1 概述 当发电机三相负荷不对称时，在定子绕组电流中，除正序分量外，还会出现负序分量。正序分量与正常工作电流一样，而负序电流则不然。首先它使定子三相电流不平衡，个别相绕组的电流有可能超过额定值而引起过热，负序磁场在励磁绕组、阻尼绕组和转子本体感应出很大的100HZ的交流电流引起发热（表面更为严重），严重时可能烧毁绕组。其次，负序旋转磁场对转子轴和定子机座产生100HZ的交变电磁力矩，使其振动增大。发电机承受负序电流的能力即负序能力，是发电机的重要性能指标之一，它对发电机的设计、制造和运行都有很大的影响。目前，发电机的负序能力可以由试验确定，也可以由计算确定。 2 负序电流的简易计算 发电机处于长时间的不对称运行或在发生不对称短路的故障中，我们可以采用对称分量法，得到计算负序电流的公式： ? 2=1/3（? A+a2 ? B+a ? C）? 其中，? 2：为负序电流 ? A、? B、? C：分别为发电机三相电流 a：为运算因子，a=ej120?=-1/2+j√3/2 在实际中，我们经常采用以下一些简易计算方法： 2.1 发电机三相电流不相等时的计算 在一般情况下，如果发电机的三相电流有差别，可以近似地采用下列公式计算负序电流I2： I1≈0.55（IA+IC） I2≈IB-I1 其中，I1：为正序电流 IA、IC：为发电机中较小两相的电流 IB：为发电机中最大一相的电流 2.2 一相电流最大两相电流相等时的计算 在实际中经常遇到这种情况，如果我们假设是IA=IC，此时可以采用下列公式计算负序电流I2： 当IB/IA 1.7时，可以由下式计算： I2=IB/2.2(IB/IA-1) 2.3 发电机一相对中性点短路时的计算 当发电机一相对中性点短路，其余两相开路时，假设IA=IA，IB=0，IC=0，则负序电流为： I2=1/3IA 2.4 发电机两相短路时的计算 当发电机出现两相稳定短路，其余一相开路时，则负序电流为： I2=IB/√3 2.5 主变压器高压侧一相断线时的计算 假设发电机变压器组运行，主变压器绕组接成△—Y形接线，中性点绝缘，当变压器星形侧一相断线时，负序电流为： I2=IA=IC=IB/2 3 负序负序电流的危害 3.1 负序电流在转子中产生附加损耗和发热 负序电流出现后，它和正序电流叠加使定子绕组相电流可能超过额定值，导致绕组的发热有时会超过容许值。此外，负序电流形成的负序旋转磁场，以同步速度（ne）与转子旋转的方向相反旋转，并穿过定子和转子间的气隙达到转子。对于转子来说，受到以两倍同步转速(2ne)旋转的负序气隙磁场的切割，并在转子阻尼部件（槽楔、齿部、阻尼绕组）和转子绕组中，产生两倍频率（2fe）的附加电流，该电流流经转子本体的电阻性回路，从而在转子本体中产生附加损耗和发热。发热严重时，会将转子部件烧损，甚至烧坏。 3.2 负序电流产生附加力矩增加机组振动 发电机三相电流不对称运行时，正序电流产生正向旋转磁势F1，负序电流产生反向旋转磁势F2。它们产生的磁场在空间都是按正弦规律分布的，可以用两个空间相量F1和F2来代表。由于发电机在一定的不对称状态下，F1和F2的幅值均为定值，故使相量F1和F2端点的轨迹为正圆，如图1所示。两者合成的磁势相量F即代表不对称运行状态的磁势相量，当F1和F2的转速相等，幅值不等时，合成磁势相量F端点的轨迹便是一个椭圆。 图1 不对称电流产生的椭圆形旋转磁场 在图1中，正向磁场F1沿反时针方向旋转，F2沿顺时针方向旋转，经过一段时间t之后，合成磁场F的横轴分量x和纵轴分量y分别为： x=F1cosωct+F2cosωct=(F1+F2)cosωct y=F1sinωct - F2sinωct=(F1 - F2)sinωct 合成磁场F为： F=√(F12+F22+2F1F2cos2ωct) 可见，合成磁场F是随时间变化的，其最大值（椭圆的长轴）和最小值（椭圆的短轴）分别为： Fmax=F1+F2 Fmin=F1 - F2 当合成磁场F与X轴的夹角为θ时，可得 tgθ=y/x=