发电机负序电流保护

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）。

发电机负序电流的危害及控制措施摘要：正常运行的发电机定子电流为三相对称的稳态正序电流，当因各种原因发生不对称运行时，发电机将产生负序电流，其主要原因有系统出现不对称负荷、系统或发变组发生不对称短路、发变组发生非全相运行等。

发电机负序电流超过允许值将对发电机产生一定的危害，本文根据大唐国际锡林浩特发电有限责任公司两台发电机稳态和暂态工况下存在的负序电流的实际案例对发电机负序电流的危害及控制措施开展探析。

关键词：发电机、负序电流、三相不平衡、火电。

引言[yyh1]：随着我国特高压交直流电网的逐步形成和新能源大规模持续并网，与换流站紧密联系的交流系统三相不平衡的问题也开始显现。

大唐国际锡林浩特发电公司发电机经主变升压后接入1000kV交流特高压站，该1000kV交流特高压站与附近的±800kV直流换流站相聚26km并在各自的500kV侧紧密联系。

大唐国际锡林浩特发电公司1号、2号机组自2019年12月始相继并网，两台机组与系统并列后均长期存在一定程度的负序电流，同时在交流系统因直流系统闭锁导致扰动时产生较大的暂态负序电流，针对该情况开展负序电流可能造成危害及控制措施的研究尤为必要。

1、负序电流的危害负序电流对发电机的主要危害在于负序电流流过定子绕组时，负序电流产生的负序磁场同样以同步转速旋转，但与正序旋转磁场的旋转方向相反，因而，以同步转速旋转的发电机转子将以两倍速同步切割该负序磁场，在励磁绕组及转子本体中感应出两倍工频的附加电流，在转子表面产生涡流，使发电机转子产生发热和附加损耗，危害转子槽楔及接头、护环等部位，同时由于气隙合成磁场所产生的交变磁力矩作用在定子基座和转子转轴上，将引起两倍工频的附加振动。

另外，负序电流会增大变压器的附加能量损失，使变压器的铁芯磁路产生附加发热，同时，负序电流的大小和持续时间长短的变化有引起继电保护装置动作的可能。

2、发电机承受负序电流的能力以大唐国际锡林浩特发电公司所采用的东方电机有限公司生产的额定电流为19245A的QFSN-660-2-22B型汽轮发电机为例，该电机说明书中列出的承稳态和暂态负序电流的能力分别为：当三相负载不对称，且每相电流不超过额定定子电流I N时，其负序电流分量I2与额定电流I N之比（I2/I N）应不大于8%。

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0.9-1.1倍，CT二次回路断线时负序电流为额定电流的0.577倍，因此一般取负序电流I2dz=0.8Ie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0.9-1.1倍，CT二次回路断线时负序电流为额定电流的0.577倍，因此一般取负序电流I2dz=0.8Ie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（过负荷）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(Is为电动机额定工作电流)，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0.50～40.0A，启动结束后为0.2～20.0A,级差均为0.01A ，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(整定范围为0.80～4.00秒,级差0.04秒)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(典型为 I2 ＝ (0.2～0.4)Is）时，采用动作时间较长的整定值。

发电机负序电流保护
电力系统发生不对称短路或者三相不对称运行时，发电机定子绕组中就有负序电流，这个电流在电动机气隙中产生反向旋转磁场，相对于转子为两倍同步转速。

因此在转子部件中出现倍频电流，该电流使得转子上电流密度很大的某些部位造成转子局部灼伤。

严重时可能使护环受热松脱，使发电机造成重大损坏。

另外１００Ｈz的振动。

为了防止上述危害发电机的问题发生，必须设置负序电流保护。

发电机负序过流保护，可取发电机中心点侧的组互感器，也可取发电机出线端的一组电流互感器，将三相电流引到负序继电器，反时限最好，定时限也可，根据发电机的负序过载特性进行整定。

利用负序电流作为判据的构成的保护，在输电线路上（如负序方向高频），在变压器上（负序过流），在电动机上（如缺相保护）应用相当普遍，即可作为主判据，也可作为启动元件，或辅助元件。

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。

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。

桐柏发电机负序过电流保护整定原则:1 . 产生发电机负序电流原因及数值分析(1) 系统内非本厂500kV线路远区外不对称故障(断线, 不对称短路等)一般数值较小,时间可能较长,也可能不长, 发电机负序过电流保护即使起动,但绝对不能出口动作,因此发电机负序过电流保护应躲过非本厂500kV线路远区外不对称故障.(2) 与发电机主变压器相联的500kV线路不对称故障(断线, 不对称短路等)及单相重合闸动作等, 发电机可能出现较大负序电流,如出口不对称短路时,最大负序电流I2.max=1.55I g.n, 最小负序电流I2.min=0.78I g.n,当一台机满载运行500kV线路单相重合闸动作时I2.min=0.66I g.n,(3) 出现负序电流持续时间分析,1) 与发电机主变压器相联的500kV线路不对称短路,负序电流较大,线路主保护正确动作时,持续时间不超过0.5s,如考虑单相接地保护动作及重合闸过程, 出现负序电流持续时间,正常不超过1.2 s.此时发电机负序过电流保护不应出口动作(发电机负序过电流保护可能起动,所以整定起动电流未躲过线路出口故障时,其最小动作时间应>1.2 s).2) 500kV线路不对称短路,如主保护拒动作,由500kV线路II段接地距离保护动作,持续时间为2s,当III段接地距离保护动作,持续时间为2.8s,发电机负序过电流保护应考虑缩小故障区,首先应考虑由负序过电流保护一段动作,跳桥开关,这样在桥的一侧仍有较大负序电流,另一侧只有很小的负序电流,此时故障线路侧,由线路后备保护动作,或由发电机负序过电流保护动作,切断故障500kV线路断路器,和跳闸停机,其结果是相同的,所以只要500kV 断开桥开关后, 发电机负序过电流保护和500kV线路后备保护,可不必考虑选择性.2. 对于单元机组, 发电机负序过电流保护动作出口时,跳停单元机组,如果500kV线路不对短路故障,线主路保护和线路III段后备保护均拒动时,则同一厂发电机负序过电流保护动作出口,必跳全部机组.3. 桐柏厂500kV为桥接线,两台发电机主变压器共用一台线路断路器,发电机负序过电流保护有(1) 小定值报警发信号段.(2) 负序过电流定时限一段(低定值段).(3) 负序过电流定时限二段(高定值段).(4) 负序过电流反时限段.2. 桐柏厂发电机负序过电流保护ELIN公司原整定值与跳闸方式存在问题(1) 负序过电流定时限一段(低定值段).整定值11%,2s,跳500kV桥开关(不跳闸停机),未切断故障,目的仅是为了缩小故障范围,由后阶段保护选择切除故障.(2) 小负序电流,由负序过电流反时限段动作切除故障.起动值为9%,τ=2880s,跳发电机开关,灭磁,电气停机1,跳SFC,开放失灵.(3) 较大负序电流,由负序过电流定时限二段(高定值段). 整定值13.5%,1s, 跳桥开关,线路开关1, 跳发电机开关,灭磁,电气停机1,跳SFC,开放失灵, 跳相邻发电机开关, 相邻发电机灭磁, 相邻发电机电气停机1, 开放失灵,起动失灵闭锁重合闸(全停跳闸).(4) 由以上原整定值分析知, 负序过电流定时限一段(低定值段).整定值11%,2s,滞后于较大负序电流由负序过电流定时限二段(高定值段)整定值13.5%,1s动作,所以未达到先跳桥开关, 缩小故障范围,由后阶段保护选择切除故障的目的(即一段还未出口动作,已经全停),这明显不合理.3. 桐柏厂发电机负序过电流保护整定值与跳闸方式改进思路(1) 出现不正常小负序电流,首先由小定值报警发信号段动作.(2) 负序过电流定时限一段(低定值段)以较短时间.动作后跳500kV桥开关, 缩小故障范围,但并未切断故障.然后由后阶段保护选择切除故障.(3) 小负序电流由负序过电流反时限段,起动值为9%,和大负序电流由负序过电流定时限二段(高定值段).动作于全停.因为此时#1,2机负序过电流反时限段或负序过电流定时限二段(高定值段) 无选择性的同时动作.但和#3,4机反时限段或负序过电流定时限二段(高定值段) 能选择性的动作.由以上分析得出以下整定计算.4. 整定计算(1) 负序电流定时限告警段:1) 一段(告警段)动作值,根据系统实际情况,正常负序电流极小,不超过5% I g.n ,于是 取0.08 I g.n =0.08×0.67=0.053A=0.05 pu=5%2) 一段(告警段)延时 5s ,3) 动作于信号(2) 负序过电流定时限一段(低定值段).1) 动作电流, 根据系统实际情况, 正常负序电流极小,当超过9% I g.n ,则说明系统已存在不正常,此时二回500kV 线路同时运行, 如断开桥开关,并不影响系统和机组安全运行,所以可取较小的动作电流整定值, I 2opI =11% I g.n =0.11×0.067=0.074A 取0.08A=8pu=8%,2) 动作时间,应和单相重合闸时间配合计算t 2op.I =1+0.5=1.5s,比负序过电流定时限二段(高定值段)至少小0.5s,3) 动作于断开桥开关.(应避免一条500kV 线路带4台发电机运行)(3) 负序过电流定时限二段(高定值段).1) 动作电流整定值,由于线路末端两相短路时最小动作电流约为I 2.min =0.78I g.n ,按此时有足够灵敏度计算,取0.78 I g.n /2.0=0.26A=0.26pu,2) 动作时间整定值t 2op.II =1.5+0.5=2s,3) 动作跳桥开关,线路开关1, 跳发电机开关,灭磁,电气停机1,跳SFC,开放失灵, 跳相邻发电机开关, 相邻发电机灭磁, 相邻发电机电气停机1, 开放失灵,起动失灵闭锁重合闸, 总跳闸信号,起动录波.(4) ELIN 公司负序过电流反时限段,起动值为9%,τ=2880s,ELIN 公司提供发电机允许负序电流时间特性为82分, ELIN 公司整定负序过电流反时限段. 9%,τ=2880s,按此值计算,1) 线路出口两相短路I 2.min =1.55I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=1)09.0/55.1()09.0/55.1(ln 288022-=9.76s 2) 负序过电流定时限二段(高定值段)动作时, I 2.min =0.39I g.n ,反时限段动作时间,为 2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=1)09.0/39.0()09.0/39.0(ln 288022-=157.6s 3) 当I 2.min =0.15I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=28801)09.0/15.0()09.0/15.0(ln 22-=1285s4)发电机端两相短路I 2.min =2.6I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t alτ=28801)09.0/6.2()09.0/6.2(ln 22-=3.45s(5) 负序过电流反时限段,起动值为9%,τ=1440s,ELIN 公司提供发电机允许负序电流时间特性为82分,整定负序过电流反时限段. 9%,τ=1440s,按此值计算,1) 线路出口两相短路I 2.min =1.55I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=1)09.0/55.1()09.0/55.1(ln 144022-=4.9s 2) 负序过电流定时限二段(高定值段)动作时, I 2.min =0.39I g.n ,反时限段动作时间,为 2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=14401)09.0/39.0()09.0/39.0(ln 22-=78.8s 3) 当I 2.min =0.15I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=14401)09.0/15.0()09.0/15.0(ln 22-=643s 4) 发电机端两相短路I 2.min =2.6I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=14401)09.0/6.2()09.0/6.2(ln 22-=1.72s (6) 负序过电流反时限段,起动值为9%,τ=2000s,ELIN 公司提供发电机允许负序电流时间特性为82分,整定负序过电流反时限段. 9%,τ=2000s,(按ELIN 公司整定值的75%计算,是一般机组整定值的2倍τ=2×8×123=1968s)计算,1) 线路出口两相短路I 2.min =1.55I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=20001)09.0/55.1()09.0/55.1(ln 22-=6.8s 2) 负序过电流定时限二段(高定值段)动作时, I 2.min =0.39I g.n ,反时限段动作时间,为 2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=20001)09.0/39.0()09.0/39.0(ln 22-=109s 3) 当I 2.min =0.15I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=20001)09.0/15.0()09.0/15.0(ln 22-=893s 4) 发电机端两相短路I 2.min =2.6I g.n , 反时限段动作时间为2.22222.2ln *∞**-=I I I t al τ=20001)09.0/6.2()09.0/6.2(ln 22-=2.39s 根据以上计算分析对比,原ELIN 公司整定值,当发电机出现I 2 =0.2I g.n ,持续时间超过1 s ,可能造成4台机不必要的全停.同时也未躲过线路单相接地时,重合过程保护的误动,现将负序过电流反时限段整定值, 起动值为9%,τ=2000s,这对反时限动作时间缩短,在不降低其动作可靠性的基础上,增加对发电机组的安全性有利.其他整定值,如下表。

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。

发电机负序过负荷保护作为发电机不对称故障和不对称运行时，负序电流引起发电机转子表层过热的保护，可兼作系统不对称故障的后备保护。

保护原理该保护由负序过负荷定时限信号和反时限负序过负荷两部分组成。

负序过负荷定时限信号按发电机长期允许的负序电流下能可靠返回的条件整定。

反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。

发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：222*2I I At ∞-=式中：*2I —为发电机负序电流标么值；∞2I —为发电机长期允许负序电流标么值；A —为转子表层承受负序电流能力的时间常数。

1.1.1. 保护的特性曲线保护的特性曲线见图5-10-1：t图5-10-1 特性曲线1.1.2. 发电机负序过负荷保护逻辑框图保护的逻辑框图见图5-10-2：图5-10-2 发电机负序过负荷保护逻辑框图发电机负序过负荷保护的整定方法保护由定时限负序过负荷和反时限负序过负荷两部分组成。

发电机负序过负荷启动条件当发电机负序电流大于反时限启动整定值时，启动元件动作。

负序定时限启动电流负序定时限过负荷按发电机长期允许的负序电流∞2I 下能可靠返回的条件整定TAr gnrelop n K I K ∞=2I I式中：relK 为可靠系数，取1.05；r K 为返回系数，取0.85～0.95；∞2I 发电机长期允许的负序电流标么值；gn I 为发电机一次额定电流；TA n 为电流互感器变比。

负序定时限延时保护延时按躲过后备保护的最大延时整定。

负序反时限特性反时限负序过负荷由发电机转子表层允许的负序过流能力确定。

发电机短时承受负序过电流倍数与允许持续时间的关系式为：222*2∞-=I I A t式中：*2I 为发电机负序电流标么值； ∞2I 为发电机长期允许负序电流标么值；A 为转子表层承受负序电流能力的时间常数。

负序反时限启动电流反时限启动电流min .op I 值，一般按延时1000s （反时限延时下限整定值）对应的动作电流整定：22min .1000∞+=I Aop I 负序反时限延时上限反时限上限设保护最小延时，便于与快速保护配合。

发电机负序电流产生原因、危害及管控针对2015年9月#3机频发转子一点接地报警（2015年共发生过4次报警，2016年共15次报警），故本次#3机组C修时，请专业厂家（东方恒运电机有限公司），抽出#3机转子后进行彻底检查，具体检查情况详见《如何防范发电机负序电流的产生技术探讨交流会会议纪要20170803》。

最终确定为#3机转子一点接地故障根本原因是发电机存在较大的负序电流分量，在转子阻尼环及槽楔接缝处流过较大的负序电流产生电弧灼伤槽楔，产生的铝屑导致转子动态接地。

对此特编制此文件，供大家学习！1、什么是负序电流？负序电流如何产生？负序电流的危害有哪些？发电机正常运行时发出的是三相对称的正序电流。

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。

当电力系统发生三相不对称短路或负荷三相不对称时，在发电机定子绕组中就流过负序电流，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方向相反）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，该倍频电流的主要部分流经转子本体、槽锲和阻尼条，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、槽锲和小齿接触面等部位局部灼伤，严重时会使护环松脱，给发电机造成灾难性破坏，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产生的100HZ的交变电磁力矩，将同时作用于转子大轴和定子机座，引起频率为100HZ的振动，引起金属疲劳和机械损伤。

此为负序电流危害之二。

汽轮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。

2、负序电流如何产生，运行方面如何防止？产生原因：1）、发电机正常运行时当电力系统发生三相不对称短路或负荷三相不对称时；2）、发电机与系统并列时，发生非全相合闸，存在单相或两相运行情况；3）、发电机与系统解列时，发生非全相合闸，存在单相或两相运行情况；措施：1）、若在并机时发生非全相开关本体非全相未跳闸应停止加负荷，应立即通过硬手操或DCS上“故障分闸”按钮将故障开关分闸一次，维持励磁系统运行及汽轮机转速3000r/min,若远方分闸不成功，立即就地打掉该开关。

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。

2.2 发电机负序电流保护保护元件：Generator Unbalace发电机中性点CT 25000/5发电机不平衡元件保护设备不会由于过多的负序电流引起转子的损坏。

该元件有一个反时限段通常用来跳闸, 一个定时限段通常用来报警。

2.2.1负序定时限过流保护（GEN UNBAL STG2 PICKUP ）1、动作电流按发电机长期允许的负序电流∞2I 下能可靠返回的条件整定，即 2 1.0510%11.7%(0.09)0.9rel N N r K I PICKUP I I PU K ∞⨯=== 式中：rel K —可靠系数，取1.05；r K —返回系数，取0.95。

取PICKUP =11.7%(0.09PU)2、动作时限躲过发变组最长后备保护动作时间，取DELAY =5S ，发信号。

2.2.2 负序反时限过流保护反时限动作特性曲线由下面的公式定义:动作方程： ()22nom I I KT =其中Inom 是发电机的额定电流,K 是负序容量常数, 通常由发电机生产厂家提供。

根据发电机厂家资料，发电机长期允许负序电流标么值为10%，转子表层承受短时负序电流能力的常数（T I 2）为10，即K-V ALUE =10.0。

1、发电机正常运行电流（GEN UNBAL INOM ） pu CT I I pri gnpu nom 770.02500019245)(=== 2、负序电流启动值（GEN UNBAL STG1 PICKUP ）负序反时限动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最大延时决定，一般取1000S ，即下限电流尽可能靠近长期允许的负序电流。

根据UR 继电器的动作方程，并考虑负序定时限保护的动作值，保护下限动作电流起始值与负序定时限保护的动作值配合%3.12%7.1105.1min .=⨯=op I (0.095PU)从而可以求得G60的下限动作时间。

S I KT op op 661123.01022min .max .=== 取STG1 TMAX =630S3、 最小动作时间（GEN UNBAL STG1 TMIN ）● 最小动作时间应与发电机变压器主保护动作时间配合，取STG1 TMIN =0.5S 。

发电机负序过电流保护动作原因及处理⽅案发电机负序过电流保护的原理 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shu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。

发电机定⼦负序电流保护，即发电机转⼦表层负序过负荷保护，分为定时限保护和反时限保护。

1、定时限保护：动作电流按发电机在长期允许的负序电流运⾏下能可靠返回的条件整定。

2、反时限保护：按电机制造⼚家提供的转⼦表层允许的反时限过负荷能⼒整定。

反时限保护动作特性的上限电流按主变压器⾼压侧⼆相短路的条件计算；反时限保护动作特性的下限电流，通常由保护所能提供的最⼤延时决定。

发电机负序过电流保护的作⽤1 . 防⽌发电机的定⼦线圈损坏2 . 防⽌发电机的转⼦损坏3 . 防⽌发电机的励磁系统损坏发电机负序过电流保护动作原因分析1、发电机正常运⾏时当电⼒系统发⽣三相不对称短路或负荷三相不对称时;2、发电机与系统并列时，发⽣⾮全相合闸，存在单相或两相运⾏情况;3、发电机与系统解列时，发⽣⾮全相合闸，存在单相或两相运⾏情况;防⽌发电机负序过电流保护动作的措施:1、若在并机时发⽣⾮全相开关本体⾮全相未跳闸应停⽌加负荷，应⽴即通过硬⼿操或DCS上“故障分闸”按钮将故障开关分闸⼀次，维持励磁系统运⾏及汽轮机转速3000r/min若远⽅分闸不成功，⽴即就地打掉该开关。

2、若在停机时发⽣⾮全相开关本体⾮全相未跳闸，⽴即通过硬⼿操或DCS上“故障分闸”按钮打掉未跳问开关;若不成功，则通过停⽤母线的⽅法将发电机解列。

3、若在运⾏中发⽣⾮全相，应迅速降有功⽆功⾄最低，使定⼦电流不超01e维持机组同步转速励磁，重新并列，⽤上⼀级开关将发电机与系统解列。

发电机负序电流
1.什么是发电机负序电流
发电机负序电流指的是在三相交流电系统中，因为某一个相的输出电压波形发生了畸变，导致在该相的回路中产生了一个附加的电流分量。

这个电流分量的频率与电源频率相同，但它是在另外两个相的电压下产生的，并且与它们的相位存在一定的差异。

因此，这个电流分量又称为发电机负序电流或第三次谐波电流。

2.发电机负序电流的危害
虽然发电机负序电流的大小通常很小，但它对电动机、变压器、电缆等电气设备的影响是非常严重的。

首先，负序电流热损耗比正序电流大，因此会使设备发热加剧，缩短设备寿命。

其次，负序电流还会使电气设备产生振动和噪声，影响设备的可靠性和稳定性。

最后，负序电流还会导致电网电压的波动和谐波污染，影响电力系统的稳定性和安全性。

3.发电机负序电流的控制方法
为了避免和减少发电机负序电流对电气设备和电力系统的危害，需要采取一些控制措施。

具体方法包括：
1）优化发电机的设计和绕组结构，减小发电机的电磁波形畸变，避免产生负序电流。

2）采用降压启动或弱磁场启动等控制方法，避免产生过大的负序电流。

3）通过电子滤波器等设备，对负序电流进行有效的滤波和抑制。

4）采用有源滤波技术，利用功率电子器件产生一个反向的电流分量，与负序电流相抵消。

5）使用专门的负序电流保护装置，一旦发现负序电流过大，就可以立即切断负载，保护电气设备安全。

4.总结
发电机负序电流是电力系统中存在的一种电气现象，对电气设备和电力系统的危害非常严重。

因此，需要采取一系列的控制措施，减少负序电流对电力系统的影响，确保电网安全稳定运行。

发电机反时限负序过负荷保护
一、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：
图一发电机反时限负序过负荷保护逻辑图
二、一般信息
只发信，不出口跳闸。

2.6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（过负荷）监视界面，可监视保护的整定值，负序电流计算值等信息。

三、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：
3.2 定时限动作时间定值测试
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。

请拉合保护CPUA和CPUB电源的空气开关或在插件面板处按一下保护CPUA和CPUB的复位按钮，清除热积累效应，避免它对特性测试的影响。

保护出口方式是否正确（打“√”表示）：正确□错误□保护信号方式是否正确（打“√”表示）：正确□错误□压板是否正确（打“√”表示）：正确□错误□。