牽引供電系統(tǒng)負序影響與改善-負序電流對電力系統(tǒng)影響（高鐵牽引供電系統(tǒng)）

項目七牽引供電系統(tǒng)負序影響與改善01負序電流對電力系統(tǒng)影響知識點1：對稱分量法與負序分量對稱分量法與負序分量對于三相系統(tǒng)，運用對稱分量法可以將任意一組不對稱的三相量(電流、電壓等)分解為具有下列特性的3組對稱分量?！緦ΨQ分量法】圖對稱分量法示意圖正序分量為3個相量大小相等，相位差各為120°，其相序為順時針，如圖(a)所示?！菊蚍至俊繄D對稱分量法示意圖式中α-單位相量算子，α=ej120°，α2=ej240°。對稱分量法與負序分量負序分量為3個相量大小相等，相位差各為120°，其相序為逆時針，如圖(b)所示。

【負序分量】圖對稱分量法示意圖對稱分量法與負序分量零序分量為3個相量大小相等，相位相同。

【零序分量】圖對稱分量法示意圖對稱分量法與負序分量每相相量是由正序、負序、零序3個分量組成，其表達式如下：【對稱分量法】在各相序中，分量都是對稱的，分析時只需求解一相，其余的量可由其對稱關系列出。對稱分量法與負序分量只含有正序分量的系統(tǒng)稱為對稱系統(tǒng)，否則稱為不對稱系統(tǒng)。

【對稱系統(tǒng)】不對稱程度的強弱常用不對稱系數(shù)表示。不對稱系數(shù)K2為負序分量與正序分量之比。對稱分量法與負序分量沒有零序分量的系統(tǒng)稱為平衡系統(tǒng)，否則稱為不平衡系統(tǒng)。零序分量數(shù)值的大小，表示了不平衡程度的強弱。

【平衡系統(tǒng)】不平衡程度的強弱常用不平衡系數(shù)表示。在三相參數(shù)相同的對稱線性電路中，通常某一相序的對稱分量電流，只產生同一相序分量的電壓降。反過來，若施以三相某一相序的對稱分量電壓，也只產生同一相序的對稱分量電流。這一特性稱為三相對稱電路的相序分量獨立性。根據對稱電路的這一特性，就可以對正序、負序和零序分量進行計算，最后再作疊加。

【相序分量獨立性】對稱分量法與負序分量牽引變電所中，主變壓器牽引側有一個端子工作接地，由于牽引側無中性點也無中性線，故不存在牽引網向系統(tǒng)輸送零序電流的通道。對稱分量法與負序分量三相YN/d11結線牽引變壓器結線圖

單相V/v結線圖

斯科特變壓器結線圖項目七牽引供電系統(tǒng)負序影響與改善01負序電流對電力系統(tǒng)影響知識點2：負序電流的產生【三相正序交流電】Im–Imt02

360°

180°IAICIB120°120°120°三相交流電在相位上的先后順序稱為相序。上述三相電源相序為A→B→C，這種排序稱為正序。正序只有這一種排序，就是A→B→C，其他的排序均為負序。什么是負序電流？負序電流的產生當三相電力系統(tǒng)向工頻單相交流電氣化鐵道供電時將會產生三相不均衡的負荷。三相不均衡負荷將在電力系統(tǒng)中引起負序電流。三相交流電源單相交流負荷(不對稱)負序電流的產生【牽引負荷的不對稱】不對稱系統(tǒng)：不滿足三相電氣量大小相等，相位互差120°的系統(tǒng)均為不對稱系統(tǒng)。電氣化鐵路是單相負荷，對三相電力系統(tǒng)來說，就是不對稱的。受電弓(單相供電)牽引負荷在電力系統(tǒng)中引起的負序電流1.純單相牽引負荷單相負荷在電力系統(tǒng)中引起的不對稱程度用不對稱系數(shù)表示，即式中I1、I2分別為正序、負序電流絕對值。在純單相接線牽引負荷中，I1=I2，ki=1。負序電流的產生2.

V/V結線V/V結線變壓器當兩側牽引負荷相等時，牽引負荷在電力系統(tǒng)中引起的負序電流為正序電流的一半，電流不對稱系數(shù)等于0.5。由于正序功率等于負荷功率，因此負序功率等于負荷功率的一半。負序電流的產生

單相V/v結線圖3.

YN/d11結線三相牽引變電所在電力系統(tǒng)中產生的負序電流也與v結線相同。注：其他結線形式的牽引變壓器是專為平衡系統(tǒng)的三相電流而設計采用的。理論上當兩供電臂的電流相等時，系統(tǒng)的三相電流平衡。即便是供電臂負荷不相等時，負序電流也較小。在此不作分析。負序電流的產生三相YN/d11結線牽引變壓器結線圖項目七牽引供電系統(tǒng)負序影響與改善01負序電流對電力系統(tǒng)影響知識點3：負序電流的影響負序電流的影響當三相電力系統(tǒng)向工頻單相交流電氣化鐵道供電時將會產生三相不均衡的負荷。三相不均衡負荷將在電力系統(tǒng)中引起負序電流?！矩撔螂娏鳌控撔蚍至浚?個相量大小相等，相位差各為120°，但是其相序為逆時針。①主要是對同步發(fā)電機的影響。同步發(fā)電機在正常的三相平衡負荷下，定子繞組中產生與轉子同向同速的旋轉磁場，這個旋轉磁場與轉子間沒有相對運動，轉子中不會產生感應現(xiàn)象?！?-對電源的影響】②當同步發(fā)電機向不平衡負荷供電時，其電流除了正序電流分量外，還有負序電流分量。③當負序電流通過發(fā)電機定子繞組時，將在定子繞組中產生負序旋轉磁場，該磁場的轉速和轉子的轉速相同，而方向卻與轉子轉向相反，且相對速度為同步轉速的兩倍。④它必將在轉子的激磁繞組、阻尼繞組中感應產生兩倍工頻的附加電流，在轉子中造成脈動轉矩，引起兩倍同步頻率的振動；在轉子表面感應產生渦流，形成附加損耗，引起額外溫升。負序電流的影響【2-對感應電動機的影響】電動機按U(A)→V(B)→W(C)排序(正序)接線，產生正向轉矩，電動機正轉。電動機按W(C)→V(B)→U(A)排序(負序)接線，產生反向轉矩，電動機反轉。產生制動的反力矩，影響電動機出力，降低效率。U—L3V—L2W—L1電動機反轉負序電流的影響負序電流可使變壓器某一相電流大大超過額定值，而另外兩相卻小于額定值，從而使變壓器的容量利用率下降。另外負序電流還造成變壓器的附加能量損失并在變壓器鐵心磁路中造成附加發(fā)熱?！?-對電力變壓器的影響】負序電流流過電力網時，負序功率實際上并不作功，而只造成電能損失，從而降低了電力網的輸送能力?！?-對輸電線路的影響】【5-對繼電保護的影響】負序電流容易使系統(tǒng)中由負序分量起動的繼電保護及自動裝置誤動作，從而增加保護的復雜性。負序電流的影響問題1：對負序電流有哪些限制呢？

負序電流的影響1.發(fā)電機按額定負荷連續(xù)運行時，汽輪發(fā)電機三相電流之差，不得超過額定電流的10％；對于容量為10×104kw