負序電流所產生的旋轉磁場方向與轉子的運動方向相反，以兩倍同步轉速切割轉子，在轉子中感生出倍頻電流，倍頻電流主要部分在轉子表層沿軸向流動，這個電流可達到極大數值，會在轉子表面某些接觸部位引起高溫，發生嚴重電灼傷，同時局部高溫還有可能使護環鬆脫的危險；另外，由負序磁場產生的兩倍交變電磁轉矩，使機組產生100HZ振動，引起金屬疲勞和機械損傷。
基本介紹
- 中文名：負序電流
- 外文名：negative-sequence current
- 拼音： fù xù diàn liú
- 類別：電路學
- 反義詞：正序電流
- 相關：零序電流
定義,負序電流的分析方法,負序電流的相關參數分量與諧波,電流分量,諧波,孤島運行,負序電流套用,
定義
正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、電流出現不對稱現象時，把三相的不對稱分量分解成對稱分量（正、負序）及同向的零序分量。只要是三相系統，就能分解出上述三個分量（有點象力的合成與分解，但很多情況下某個分量的數值為零）。對於理想的電力系統，由於三相對稱，因此負序和零序分量的數值都為零（這就是我們常說正常狀態下只有正序分量的原因）。當系統出現故障時，三相變得不對稱了，這時就能分解出有幅值的負序和零序分量了。中國有關規程對發電機正常運行負序電流的規定：汽輪發電機的長期允許負序電流為6% ~ 8%發電機額定電流；水輪發電機的長期允許負序電流為12%發電機額定電流。 對不對稱負荷、非全相運行以及不對稱短路引起的轉子表層過負荷，50MW及以上A值（轉子表面承受負序電流能力的常數）大於等於10的發電機，應裝設定時限負序過負荷保護。
負序電流的分析方法
在三相電路中，對於任意一組不對稱的三相相量，總可以分解為正序、負序和零序三組三相對稱分量之和。正序和負序、零序的出現是為分析在系統電壓、電流出現不對稱現象的時候，將三相的不對稱分量分解成對稱分量（正與負序）以及同向的零序分量。只要為三相系統，就可以分解出上述三個分量（有點象力的合成及分解，但很多情況中某個分量的數值為零）。對理想的電力系統，因為三相對稱，所以負序和零序分量的數值都為零（這就是常說正常狀態下只有正序分量的原因）。系統出現故障時，三相變得不對稱，這時就可以分解出有幅值的負序和零序分量度了（有時只有其中的一種），因此通過檢測這兩個不應正常出現的分量，就可以知道系統出了毛病（特別為單相接地時的零序分量）。下面再介紹用作圖法簡單得出各分量幅值及相角的方法，先決條件為已知三相的電壓或電流（矢量值），實際工程上是直接測各分量的。從已知條件畫出系統三相電流（用電流為例，電壓亦是一樣）的向量圖：求零序分量：把三個向量相加求和。即A相不動，B相的原點平移到A相的頂端（箭頭處），注意B相只是平移，不能轉動。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時作A相原點到C相頂端的向量（此時是箭頭對箭頭），這個向量就是三相向量之和。最後取此向量幅值的三分一，這就是零序分量的幅值，方向與此向量是一樣的；求正序分量：對原來三相向量圖先作下面的處理：A相的不動，B相順時針轉120度，C相逆時針轉120度，因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一，這就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫出B、C兩相。這就得出了正序分量；求負序分量：注意原向量圖的處理方法與求正序時不一樣。A相的不動，B相逆時針轉120度，C相順時針轉120度，因此得到新的向量圖。下面的方法就與正序時一樣了。
負序電流的相關參數分量與諧波
電流分量
諧波
發電機正常運行時發出的是三相對稱的正序電流。發電機轉子的旋轉方向和旋轉速度與三相正序對稱電流所形成的正向旋轉磁場的轉向和轉速一致，即轉子的轉動與正序旋轉磁場之間無相對運動，此即“同步”的概念。當電力系統發生三相不對稱短路或負荷三相不對稱時，在發電機定子繞組中就流過負序電流，該負序電流在發電機氣隙中產生反向（與正序電流產生的正向旋轉磁場方向相反）旋轉磁場，它相對於轉子來說為2倍的同步轉速，因此在轉子中就會感應出100HZ的電流，即所謂的倍頻電流，該倍頻電流的主要部分流經轉子本體、槽鍥和阻尼條，而在轉子端部附近沿周界方向形成閉合迴路，這就使得轉子端部、護環內表面、槽鍥和小齒接觸面等部位局部灼傷，嚴重時會使護環鬆脫，給發電機造成災難性破壞，即通常所說的“負序電流燒機”，這是負序電流對發電機的危害之一。另外，負序（反向）氣隙旋轉磁場與轉子電流之間，正序（正向）氣隙旋轉磁場與定子負序電流之間產生的100HZ的交變電磁力矩，將同時作用於轉子大軸和定子機座，引起頻率為100HZ的振動，此為負序電流危害之二。汽輪發電機承受負序電流的能力，一般取決於轉子的負序電流發熱條件，而不是發生的振動。
孤島運行
孤島運行時光伏電源繼續向負載供電，會給檢修人員和用戶設備帶來安全隱患，快速有效地實現孤島檢測具有重要意義。提出了一種通過併網逆變器注入負序電流並檢測公共連線點電壓不平衡度的快速孤島檢測方法。通過合理投切負序電流注入降低了對電網的干擾，不受電網不對稱故障的影響且無檢測盲區。在光伏電源功率與負荷功率匹配、公共連線點電壓和頻率基本不發生偏移的情況下對該方法進行了仿真驗證，結果表明即便在這種最不利於孤島檢測的情況下，該方法仍能快速準確地檢測出孤島運行狀態隨著地球環境污染的加劇和常規能源的逐漸枯竭，新能源的開發利用成為當前的研究熱點。光伏發電(Photovoltaic, PV)作為其中一種重要的發電形式，仍存在三大主要難題：最大功率跟蹤控制、併網技術和孤島檢測。孤島效應是指當電網由於電氣故障、誤操作或自然因素等原因中斷供電時，分散式發電(Distributed Generation, DG)系統未能檢測出停電狀態而脫離電網，仍然向周圍負載提供電能從而形成一個電力公司無法控制的自給供電孤島。DG 孤島運行時可能會給用戶設備帶來安全隱患，同時非計畫孤島運行對檢修人員的人身安全也會構成潛在威脅，快速有效地檢測孤島運行狀態並採取合理的控制策略，有利於提高供電可靠性和分散式電源的利用效率。
負序電流套用
針對傳統無盲區孤島檢測方法的不足，提出一種基於電壓諧波畸變率和電壓不平衡度的負序電流注入式孤島檢測方法，其在電網正常運行情況下不注入負序電流，而在電網異常情況下注入負序電流，與其他主動式孤島檢測方法相比具有對電網擾動小、抗干擾性強、孤島檢測速度快的特點。在 PV功率與負荷功率匹配、電網電壓電網頻率都在規定的正常運行範圍內的不利情況下仍能快速、有效地檢測出孤島。當發生不對稱短路時，只在故障瞬間和故障切除瞬間電壓諧波畸變率很高，經過很短的時間諧波畸變率會降到很低，即其衰減時間常數通常很小，因此新方法中，採用當電壓諧波畸變率達到設定的定值為孤島時分散式電源能夠快速退出運行，或使分散式電源由併網運行轉入孤島運行控制方式改變提供了參考。
