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发电机负序电流保护大容量的发电机，额定电流比较大，低电圧启动的过电流保护，往往不能满足远后备灵敏度的要求。
此外当电力系统发生不对称短路、断线、或负载不平衡等情况，发电机定子绕组中将产生负序电流，并将在转子铁芯、励磁绕组及阻尼绕组等部件上感应出倍频电压、电流，引起转子附加发热，危害发电机的安全运行假设负序电流使转子发热是个绝热过程，则不使转子过热所允许的负序电流与持续时间的关系为式中一在时间t内负序电流的均方根值(以发电机额定电流为基准的负序电流标幺值)：—流经发电机的负序电流；t一一负序电流持续时间；A一一发电机允许过热常数，其值与发电机型式和冷却方式有关。
1.定时限负序电流保护(1)原理接线对表面冷却的汽轮发电机和水轮发电机，大都采用两段式定时限负序过电流保护，其原理接线如图8-12所示。
图8-12发电机负序电流及单项式低电压启动的过电流保护的原理接线图负序电流的整定计算1）启动电流的整定计算动作丁-信号的保护部分（继电器3）按躲开发电机长期允许的负序电流和最大负荷时负序滤过器的不平衡电流整定，一般情况下取动作丁-跳闸的保护部分（继电器4）,保护的启动电流按下面两个条件整定。
按转子发热条件整定，启动电流值为式中A—发电机允许过热的时间常数。
对非强迫式冷却的发电机，Is负序电流热稳定常数A=30；^t对绕组内冷却的汽轮发电机，容量为200MW时，对水轮发电机.A = 40；^tT一一值班人员有可能采取措施消除负序电流的时间，一般取120s,如值班人员在此时间内來不及消除产生负序电流的运行方式，则保护动作于跳闸。
对于表面冷却的发电机组，A=30~4Cl V,代入上式后可得发电机的负序动作电流."S〜0.6）Q动作丁-跳闸的负序动作电流还需与相邻元件的负序电流后备保护在灵敏度上相配合了2.岔=疋袒2$5式中疋冰 -配合系数，取1.1;-—在计算运行方式下，发生外部故障时流过相邻元件（一般只考虑升圧变压器的情况）的负序短路电流刚好与其负序电流保护的启动电流相等时，流经彼保护发电机的负序短路电流（考虑有否分支系数）。
承受负序电流能力
承受负序电流的能力是指电力设备在不对称负荷或故障条件下能够安全运行而不致损坏的能力。
具体来说，包括以下几个方面：
1.发电机的承受能力：对于汽轮发电机而言，其承受负序电流的能力通
常取决于转子的负序电流发热条件。
发电机在三相平衡额定工况下运行时，如果出现负序电流，必须确保转子表面任一部件的温度达到其长时允许值时，发电机仍能长期稳定运行。
2.负序电流的限制：不同容量的发电机组允许流过的负序电流最大不超
过额定电流的8%。
这是为了保护发电机免受因不对称负荷引起的过热和振动等不利影响。
3.变压器的保护：变压器的负序过流保护是用来反映不对称故障的。
然
而，由于牵引负荷的单相性，如果负序电流较大，可能会超过变压器负序过流保护中负序电流的整定值，引起误动作。
4.应急措施：如果在停机时发生非全相开关本体非全相未跳闸的情况，
应立即通过硬手操或DCS上的“故障分闸”按钮打掉未跳闸的开关；
如果不成功，则通过停用母线的方法将发电机解列。
综上所述，电力系统中的设备设计时需要考虑到可能的不对称负荷情况，以确保在负序电流出现时能够安全运行。
同时，系统的保护装置也需要能够准确识别并处理不对称故障，以防止设备损坏和系统稳定性受到影响。
转子表层负序过负荷保护(负序电流保护)转子表层负序过负荷保护（负序电流保护）一、引言转子表层负序过负荷保护，也称负序电流保护，是电力系统中常用的一种保护方式。
它主要是针对发电机的转子表层负序电流进行监测和保护，以避免因转子故障导致转子绕组过热或烧毁的危险。
本文将介绍转子表层负序过负荷保护的原理、应用和优势。
二、原理1. 负序电流的产生转子表层负序电流是指在转子绕组中由于转子绕组中的不均匀磁场或绕组故障引起的电流。
当发生转子绕组的短路故障或不对称负载时，转子绕组中会产生不对称磁场，进而导致负序电流的产生。
2. 负序电流的特点负序电流主要表现为频率高于正常运行频率的电流，并具有一定的幅值。
由于转子表层负序电流的存在会导致转子绕组过热，因此需要及时进行监测和保护。
3. 监测与保护方法为了监测和保护转子表层负序电流，可采用感应型或传导型保护装置。
感应型保护装置通过感应电压或电流的变化来检测转子表层负序电流，而传导型保护装置则通过感应电流的变化来监测。
三、应用1. 发电机保护转子表层负序过负荷保护在发电机中应用广泛。
在发电机运行过程中，由于转子绕组的短路故障或不对称负载等原因，转子表层负序电流可能出现。
当转子表层负序电流超过设定的阈值时，保护装置将触发报警或切断电源，以避免转子绕组过热或烧毁。
2. 其他电力设备保护除了发电机，转子表层负序过负荷保护还可以应用于其他电力设备的保护中。
例如，可以将其应用于电动机、变压器等设备中，通过监测和保护转子表层负序电流，保证设备的安全运行。
四、优势1. 准确性高转子表层负序过负荷保护通过监测转子表层负序电流的变化来实现及时保护。
由于负序电流的特点比较明显，因此可以准确地判断出转子故障，并采取相应的措施。
2. 快速响应保护装置对负序电流的监测和判断速度快，一旦检测到超过设定的阈值，保护装置将能够迅速地触发报警或切断电源，确保设备的安全。
3. 高可靠性转子表层负序过负荷保护是一种可靠的保护方式，可以避免因转子绕组过热或烧毁而导致的事故发生。
发电机反时限负序过流保护1 保护原理保护反应发电机定子的负序电流大小，是发电机的转子过热保护，也叫转子表层过热保护。
保护最好取自发电机中性点侧。
其保护逻辑图见图一：t 11t upt S +信号出口信号负序电流I 2计算122g I I upI I 22sI I 22>>>I 2s <I 2<I 2up图一 发电机反时限负序过流保护逻辑图2 一般信息2.1 输入TA/TV 定义TA 或TV 位置名称 首端 末端 对应通道发电机定子电流IaIb Ic2.2 出口信号定义发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限)2.3 出口跳闸定义（方式）发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限) 2.4 保护出口压板定义发电机负序过流(定时限) 发电机负序过流(反时限)注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时只发信，不出口跳闸。
2.5 定值整定定值名称定值符号定值单位A 定时限过负荷电流定值I2g定时限过负荷动作时间t11S反时限过电流启动定值I2s AA 反时限过流速断定值I2up散热系数K2热值系数K1长延时动作时间ts SS 速断动作时间tupA额定电流IN2.6 投入保护开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。
（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。
）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。
2.7 参数监视点击进入发电机反时限负序过负荷（过流）监视界面，可监视保护的整定值，负序电流计算值等信息。
3 保护动作整定值测试3.1 定时限负序过负荷定值测试输入负序电流量，缓慢增加，直到定时限出口动作，记录数据填表：保护整定值(A)保护动作值(A)3.2 定时限动作时间定值测试突然外加1.5倍定值电流，记录保护动作时间保护整定值(S)动作时间ts（S）3.3 反时限曲线测试突然外加负序电流达反时限出口，记录动作时间，测试反时限特性时，注意电流的热积累效应。
什么是负序电流正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时，把三相的不对称分量分解成对称分量（正、负序）及同向的零序分量。
只要是三相系统，就能分解出上述三个分量（有点象力的合成与分解，但很多情况下某个分量的数值为零）。
对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零（这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因）。
当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了负序电流对同步发电机和异步电机各有何影响？我国有关规程对发电机正常运行负序电流的规定：汽轮发电机的长期允许负序电流为6% ~ 8%发电机额定电流；水轮发电机的长期允许负序电流为12％发电机额定电流。
对不对称负荷、非全相运行以及不对称短路引起的转子表层过负荷，50MW及以上A值（转子表面承受负序电流能力的常数）大于等于10的发电机，应装设定时限负序过负荷保护。
对于同步电机而言：不对称运行时定子负序电流所产生的负序旋转磁场对转子有两倍同步速的相对速度，将在励磁绕组、阻尼绕组以及整块转子的表面感应倍频电流，这些电流在相应的部分引起损耗和发热，是转子容易过热而烧坏。
一般而言，异步电机主要做电动机使用，所以对于异步电机，对其正常工作产生影响的负序分量主要是负序电压分量。
而当负序电压存在时，电机中的旋转磁场会由原来的圆形变为椭圆形。
造成的后果有以下两点：1.会引起电机振动、转速不匀和电磁噪音，引起电机的功率因数和效率变坏，严重时可造成电机停转。
2.增加电机的铜耗和转子的铁耗。
负序电流保护是什么原理?根据电力系统在正常运行时负序电流分量很小（接近于零），而在系统出现不对称故障时，就会产生很大的负序分量电流，从而通过测量负序电流的大小可以判别是否发生故障。
负序过负荷与负序过电流的区别！负序过负荷指负序过电压;这个只有我口头给你说说了，通常一些大型变压器我们会看到这样的保护——“负序电压启动的过流保护”，为什么要用负序电压来启动过流保护作为后备保护，因为负序电压是在系统三相不平衡短路（除了三相同时短路属于平衡短路，其他的短路都属于不平衡短路）的情况下会发生，而系统短路的情况基本都属于不平衡短路，所以对于一些大型变压器，断电之后会有很大的经济或者其他损失，为了保证其保护的准确性，通常会在过流保护加装负序电压启动。
电机负序电流保护动作原因电机负序保护电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的，在正常运行时，一次回路缺相负序电流为额定电流的倍，CT 二次回路断线时负序电流为额定电流的倍，因此一般取负序电流I2dz=电动机负序电流的整定是按照额定状况下整定的，在正常运行时，一次回路缺相负序电流为额定电流的倍，CT 二次回路断线时负序电流为额定电流的倍，因此一般取负序电流I2dz=负序保护，主要通过测量电动机的负序电流来实现。
电源电压的不平衡将会在电动机绕组中产生负序电流，该电流的值取决于电动机的负序阻抗对正序阻抗的比值，此比值大致是正常满负荷电流对启动电流之比，例如，一台启动电流为6倍额定电流的电动机，电源电压有5％的负序，将引起大约30％的负序电流。
由于负序电流在转子中感应涡流，引起电动机过热，为了保护转子不受不平衡电流损害，过热保护在它的动作方程中加入了负序电流热效应系数K2，对于严重的不平衡，诸如断线或反相，必须提供快速保护－－单独的不平衡保护。
电动机启动时由于CT饱和等因素容易造成波形失真，从而造成负序保护误动作，本装置的负序动作电流和时限的整定值在电动机启动前后可分别整定。
为了保护电动机断相或反相，启动结束后的典型的负序动作电流整定值I2ZD＝Is是合适的，启动过程中的负序动作电流整定值可根据启动试验测量的最大负序电流来确定。
负序动作电流整定值I2ZD的整定范围启动时为～，启动结束后为～,级差均为，当I2>I2ZD 时启动负序保护。
负序保护动作时间按电流/时间反时限动作特性，用负序保护时间常数T2来表示，启动时和运行时分别整定。
负序保护动作时间t2和负序保护时间常数T2的关系可用下面的公式表示：t2 = T2×I2ZD/ I2 秒在整定比较灵敏Is）时，采用动作时间较长的整定值。
注意:当保护应用于FC回路时,保护功能选择中的‘FC方式’必须选择为‘ON’，此时负序保护的最小动作时间为。
发电机负序过负荷及过电流分析和保护措施摘要：电力系统中发生不对称短路或者三相负荷不对称时，而后发电机定子绕组中将出现负序电流。
负序电流产生负序旋转磁场，并且以两倍的同步速度切割转子，在转子的表面产生了感应电流，使得转子的表层热度过大，进而烧伤或者损坏转子。
文章对两种发电机即负序过负荷和过电流的产生以及动作方程做出分析，并且在此基础上提出相应的保护措施，对汽轮发电机和水轮发电机的转子保护有十分重要的意义。
关键词：负序过负荷；负序过电流；汽轮发电机；水轮发电机负序过负荷和过电流主要造成的烧伤在于转子，因此，装设发电机负序过电流保护的主要目的在于保护发电机转子。
某些情况下还可以作为发电机变压器内部或者系统不对称短路故障的后备保护。
对于大型汽轮发电机，其承受的负序电流能力，主要取决其转子发热的条件。
发热是一个积累的过程，因此，汽轮发电机的负序过电流保护应具有反时限动作特性。
水轮发电机在负序电流的作用下，过热的程度比汽轮发电机小很多，约为汽轮发电机的1/10。
但是，水轮机直径很大，焊接条件比较多，其承受负序电流能力应由100 Hz的振动的条件限制。
因此，水轮发电机负序过电流保护可以没有反时限特性。
1 发电机负序过负荷及过电流分析该部分将介绍发电机保护的构成，和负序过负荷及过电流的动作特性。
1.1 保护的构成保护分为负序过负荷和负序过电流两部分组成。
过负荷是作用于信号的，而过电流是作用于切机的。
中小型发电机和水轮发电机通常采用的是定时限负序过电流保护。
然而大型汽轮发电机负序过电流保护是具有反时限特性的。
该动作的特性通常是由三部分构成的。
即反时限部分的上限以及下限定时限的部分。
反时限部分的作用在于防止由于过热造成的损伤发电机转子，上限和下限定时限左右在于作为发变组内部短路和相邻元件后备的保护。
保护的接入电流，应为发电机中性点TA二次三相电流。
大型汽轮发电机负序过负荷及过电流保护的逻辑图如图1所示，其中A，B，C，D，分别为发电机TA二次三相电流；I2op为负序过负荷元件；I2op1为负序过电流下限定时限元件；I2oph为负序过负荷元件；I2t为负序过电流反时限元件。
摘要目前我国电气化铁道采用单相工频交流制，使用电力系统三相中的两相分别通过供电臂向电力机车供电，造成电压三相不平衡，对系统和其他负荷产生影响。
因此，正确建立电气化铁道牵引供电系统的仿真模型，并研究电气化铁道牵引供电系统产生的负序分量，对于解决和改善供电系统负序问题具有重要实际意义。
牵引变电所的牵引负荷随时间变化剧烈，负序容量大，功率因数较低，还释放大量的谐波。
利用并联补偿综合解决负序、无功的补偿(必要时还要兼顾谐波)，是提高动力指标和经济效益的有力手段。
为使并联补偿得到综合的和最有效的利用，应从整个系统的观点出发，把牵引供电系统(通过牵引变压器)与电力系统联系起来，提出并联补偿的最住分布方式。
首先本文结合牵引供电系统的特点，通过Simulink仿真建立牵引供电系统基本仿真模型，接着根据负序电流的特点，提出新型的检测方法。
然后根据不同牵引变压器（Scott、YNd11、阻抗匹配平衡变压器等）的特点，对其进行三相不平衡度进行特性分析，对牵引变压器的选型具有参考价值。
最后建立了牵引电力系统中并联补偿分析、计算的通用模型，计算出负序电流的一般表达式，以及全负序相量图的应用范围。
提出改善负序的方法，包括采用特殊接线的牵引变压器、牵引变电所的换相连接、并联补偿等。
并且重点研究牵引变电所的并联补偿，然后以YNd11接线牵引变电所为例对其进行负序功率补偿，通过计算和Simulink仿真验证其正确性。
根据负载的不同情况提出两种不同的并联补偿分布方式，仿真波形结果验证了并联补偿对降低负序的作用。
关键词：电力机车;牵引系统;不平衡度;负序电流;并联补偿ABSTRACTAt present our electrified railway use single-phase industrial frequency alternating current system ,it use two of the three-phase in the power system to supply power to the electric locomotive through the power-supply arm,then it cause a voltage unbalanced three-phase. So, establishing a simulation model of proper electric iron traction system correctly seems important and researching the negative sequence components that produced in the electric iron traction system in power supply system also has important practical significance to reduce the negative sequence of power supply system.The traction's load of traction substation changes over time，has large capacity of negative sequence, low power factor, also release a lot of harmonic. Using parallel compensation for negative sequence and reactive power compensation (when necessary even give attention to the harmonic), which is a perfect method to improve the dynamic index and economic benefit. In oder tomake use of the parallel compensation effectively and comprehensively, we should make a point of view from the whole system, connecting the traction power supply system (through the traction transformer) and power system, come up with a best distribution mode for the parallel compensation.According to the electric traction loads have negative sequence current characteristics, and for different traction transformer in system analysis, the negative sequence currents of the selection of the traction transformer has reference value. According to the different circumstances of the load put forward two kinds of different parallel compensation mode, and correct simulation parameters, through the simulation results verify the waveform parallel compensation to reduce the negative effect of the sequence.Keywords: electric locomotive ；traction system ；negative sequence ；unbalanceparallel compensation目录第1章绪论 (1)1.1研究的背景及意义 (1)1.2研究现状 (2)第2章牵引供电系统 (5)2.1牵引供电系统的特点 (5)2.1.1牵引供电系统运行方式 (5)2.1.2系统电源电压等级 (7)2.1.3牵引变电所 (8)2.1.4牵引负荷 (8)2.2牵引供电系统仿真 (9)第3章负序电流 (12)3.1负序电流的影响 (12)3.1.1电力牵引负荷负序电流的特点 (12)3.1.2负序电流的不良影响 (13)3.1.3对负序的限制值 (15)3.2负序电流的检测方法 (16)3.2.1 负序电流采样的理论分析 (16)3.2.2检测系统的硬件设计 (18)3.2.3热积累和热发散的模拟 (19)3.2.4检测系统的软件设计 (20)第4章不同接线变压器的三相不对称度 (21)4.1概述 (21)4.2牵引变压器负序电流及其不平衡度分析 (21)4.2.2 YNd11接线变压器 (22)4.2.3 V/v接线变压器 (24)4.2.4 Scott接线变压器 (25)4.2.5 阻抗匹配平衡接线变压器 (26)4.3牵引变压器负序电流特性分析 (27)4.4结论分析 (29)第5章负序改善方法 (32)5.1负序电流的一般表达式 (32)5.2全负序相量图 (35)5.3降低负序影响的措施 (37)5.3.1 特殊接线牵引变压器 (37)5.3.2 牵引变电所的换相连接 (38)5.3.3并联补偿 (40)5.3.4仿真验证 (50)结论 (57)致谢 (58)参考文献 (60)第1章绪论1.1研究的背景及意义随着电气化铁路的发展，大量交—直型晶闸管相控机车与交—直—交型变频调速交流机车投入运行。
发电机的不对称运行的危害三相交流同步发电机是按照对称负荷下运行设计的，但在运行中可能出现不对称现象，这是由于单相负荷如电炉、电车等和系统中“两线一地”制供电线路的存在，或系统发生两相短路接地，在送电时断路器或隔离开关有一相未合上，发电机、变压器、供电线路一相断线等造成的，它们都能破坏对称运行，形成三相电流不对称。
1、负序电流引起的转子过热不对称的三相电流分解成三组对称的电流，即正序、负序、零序3组分量。
由于发电机一般都是星形接线，且中性点没有中线连接，故零序电流流不通。
正序电流在空气隙中产生一个正序旋转磁场，它的旋转方向与转子同向旋转。
负序电流在空气隙中产生一个负序旋转磁场，它的旋转方向与转子反向旋转，其转速对转子的相对速度而言是两倍的同步转速。
而负序磁场以两倍同步转速扫过转子表面时，会引起转子表面发热并使转子产生振动。
当负序磁场扫过转子表面时，会在转子铁心的表面、槽楔、转子绕组、阻尼绕组以及转子的其他金属结构部件中感应出两倍于工频（100HZ）的电势，造成转子铁心的附加涡流损耗和转子的绕组的附加铜损。
铁心的附加涡流损耗由于集肤效应而集中于转子本体和各部件的表面薄层中，使转子铁心表面发热。
危险的不是转子的普遍发热，而是转子部件的局部发热。
电流越过许多转子部件的接触面，如转子的齿、槽楔和套箍等，由于一个或数个接触面的接触稍差，它们的电阻比较高，损耗就主要在这些接触处发散出来，这种情况下，即使损耗的绝对值不大，也会引起局部高温。
实践证明，转子本体两端的槽楔和套箍，在本体嵌装处的温度最高，发热最厉害。
负序磁场在转子绕组中产生两倍工频的交流感应电流，使转子绕组内产生附加铜损，引起绕组温升增大。
由于绕组放在槽中，不易散热，因此对转子温升影响较大。
2、磁场不均匀引起的机组振动不对称电流产生的磁场也不对称，对于汽轮发电机来说，转子是隐极式的，因是圆柱体，沿圆周气隙中的磁阻相差不大，磁场比较均匀，所以引起振动较小，危害不大。
负序电流
任意一组不对称的三相正弦电压或电流向量都可以分解成三组对称的分量，一组是正序分量，相序与原不对称正弦量的相序一致，即A-B-C的次序，各相位互差120°。
一组是负序分量，相序与原正弦量相反，即A-C-B，相位也差120°。
另一组是零序分量，三相的相位相同。
提出这三种分量的目的是为了分析问题的方便。
通常，同步发电机既发有功，也发无功，这种状态称为迟相运行，或称为滞后，此时发出一感性无功功率；但有时，发电机送出有功，吸收无功，这种状态称为进相运行。
发电机转子的旋转方向和旋转速度,与三相正序对称电流所形成的正向旋转磁场的转向和转速一致,即转子的转动与正序旋转磁场之间无相对运动,此即"同步"的概念。
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,它相对于转子来说为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回路,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",这是负序电流对发电机的危害之一。
另外,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,此为负序电流危害之二。
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。
