交流电气化铁路对电力系统的影响和改善措施 副本.ppt

负序电流及其影响和改善措施
负序对系统的影响
负序电流的分析工具--对称分量法
负序电流的通用表达式
典型接线的牵引变压器(单相、三相、三相-两相平衡变压器)负序电流的计算
减小负序影响的措施
负序对系统的影响
负序电流对电力系统的不利影响主要表现在对发电机、异步电动机、反应负序分量的继电保护装置、电力系统主元件如变压器和输电线以及通讯干扰等方面。
一、负序电流对发电机的影响
1. 使发电机转子产生附加损耗并出现过热现象
负序电流经过定子绕组时,形成负序旋转磁场,它以同步转速旋转,方向与转子的旋转方向相反。因此,此负序旋转磁场以两倍同步转速切割转子,在转子中就感应出两倍频率的电流,称为倍频附加电流。它会引起局部过热,破坏转子部件的机械强度,以及温升过高而影响励磁绕组的绝缘强度。
2. 造成发电机组的震动
负序旋转磁场产生两倍工频的附加交变电磁转矩,同时作用在转子转轴和定子机座上,从而引起附加的两倍工频频率的振动。长时间的振动将会引起金属疲劳和机械损坏。
针对发电机的负序限值,有相关的国家标准:
对于负序电流:
长期运行情况
时,
短时运行情况
对于负序电压:
在110kV侧,
二、负序电压对电动机的危害
负序电压在电动机中将产生负序电流。而异步电动机的正序阻抗很大,负序阻抗很小,故很小的负序电压就会产生较大大的负序电流。它与额定负载时的正序电流叠加,会使定子和转子绕组局部过载,绕组铜损局部增大,引起局部过热而烧毁。同时,负序电流在定子绕组中产生的反向旋转磁场,在转子铁心中产生涡流,引起铁损增加,使转子发热。并产生反向制动转矩,降低电动机的出力和过载能力。
三、负序分量对继电保护的影响
以负序电流或负序电压为动作条件的继电保护和自动装置,如发电机的负序电流保护装置、线路的相差高频保护装置,以及故障录波器等,当遭受到电气化铁道产生的大量负序侵入时,在谐波的共同干扰下,使保护误动作,引起供电的中断。
四、负序电流占用系统容量  有负序电流存在时,三相中的最大电流总是大于系统设备原有的正序电流,造成设备的过电流,即负序电流限制系统设备的出力。
五、负序电流会增大电网损耗 负序电流不但不传递任何有功功率,而且产生网损。存在负序电流时三相系统的总损耗为
六、对通讯线路产生干扰
降低负序影响的措施
上面已述及,负序在电力系统中所造成的不良影响,如额外占用系统及其设备容量,造成附加网损,引起系统电压不对称,降低发电机和电动机出力等。
为使电力系统经济运行和提高电能质量,尽可能降低负序是十分必要的。
1. 理论依据
由负序电流的一般表达式来观察负序的合成特性:
可见,在各种负荷条件不变的情况下,只要合理安排负荷所在的端口,就能最大程度的使构成负序电流的各分量互相抵消,从而减少总的负序电流。