不平衡电流产生的原因

不平衡电流产生的原因1励磁涌流的影响变压器在正常运行时，它的励磁电流只流过变压器的电源测，因此，通过电流互感器反映到差动回路中就不能被平衡。

在正常情况下，变压器励磁电流不过为变压器额定电流的2% ～3%；在外部故障时，由于电压降低，励磁电流也相应减少，其影响就更小。

在实际整定时可以不必考虑。

但是，在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时，则可能产生数值很大的励磁涌流，其数值可达变压器额定电流的6～8倍。

励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波分量。

励磁涌流的大小与合闸瞬间外加电压的相位，铁芯中剩磁的大小和方向以及铁芯的特性有关。

若正好在电压最大值时合闸，则不会出现励磁涌流，而只有正常时的电流。

但对于三相变压器而言，由于三相电压相位不同，无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流。

励磁涌流可分解成各次谐波，以二次谐波为主，同时在励磁涌流波形中还会出现间断角。

励磁涌流的波形如图2。

2绕组连接方式不同的影响变压器各侧绕组的连接方式不同,如双绕组变压器采用Y,d接线,三绕组变压器采用Y,y,d 接线时,各侧电流相位就不同。

这时，即使变压器各侧电流互感器二次电流大小能相互匹配，但不调整，相位差也会在差动回路中产生很大的不平衡电流。

3实际变比与计算变比不同的影响由于电流互感器选用的是定型产品，其变比都是标准化的，很难与通过计算得出的变比相吻合，这样就会在主变差动回路中产生不平衡电流。

4改变调压档位引起的不平衡电流及克服措施电力系统中带负荷调整变压器分接头是调节系统电压的重要手段。

改变调压档位实际上就是改变变压器的变比。

而差动保护已按照某一变比调整好，当分接头改换时，就会产生一个新的不平衡电流流入差动回路。

此时不可能再用重新选择平衡线圈匝数的方法来消除这个不平衡电流，这是因为变压器的分接头是经常在改变，而差动保护的电流回路在带电时是不可能进行操作的。

因此，对由此产生的不平衡电流，通常是根据具体情况提高保护动作的整定值加以克服。

5型号不同产生的不平衡电流由于变压器各侧电流互感器的型号不同，它们的饱和特性和励磁电流（归算到同一侧）就不相同，因此，在差动回路中所产生的不平衡电流也就较大。

转子一点接地保护转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。

顾名思义，转子一点接地就是转子上只有一个点与地接触了，发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。

在正常情况下，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半。

当励磁回路的一端发生金属性接地故障时，另一端对地电压将升高为全部励磁电压值，即比正常电压值高出一倍。

在这种情况下运行，当切断励磁回路中的开关或一次回路的主断路器时，将在励磁回路中产生暂态过电压，在此电压作用下，可能将励磁回路中其它绝缘薄弱的地方击穿，从而导致第二点接地。

所以在转子一点接地保护动作后，经延时自动投入转子两点接地保护。

说白了，转子一点接地危害就是容易引起转子两点接地，而一点接地本身的危害并不大什么是高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护是根据比较输电线路两侧短路功率方向的原理而构成的。

短路功率的正方向规定为由母线流向线路，负方向为由线路流向母线。

当被保护线路发生内部故障时，两侧的短路功率均为正方向，两侧保护装置中的收发信机都不发闭锁信号，当然也收不到闭锁信号，保护就动作，使两侧断路器跳闸。

当线路外部发生故障时，本线路距故障点近的一侧短路功率方向为负，该侧保护起动，收发信机发出闭锁信号，这个闭锁信号被本线路两侧的保护所接收，把两侧的保护都闭锁起来，不能跳闸。

由于这种保护装置是以高频通道经常无电流，而当保护区外发生故障时，由短路功率方向为负的一侧发出高频信号，去闭锁本侧和对侧的保护，因此叫做高频闭锁方向保护。

高频闭锁方向保护的主要优点在于利用非故障线路发送信号。

这样，当线路内部故障并伴随通道损坏时，不会影响高频闭锁信号的传输，而在故障线路上，保护仍能正确动作，切除故障。

PID所谓PID指的是Proportion-Integral-Differential。

翻译成中文是比例-积分-微分。

比例（P）控制比例控制是一种最简单的控制方式。

其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。

当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。

积分（I）控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。

对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。

为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。

积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。

这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。

因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

微分（D）控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。

自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。

其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。

解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。

这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。

所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

形象点：比例跟偏差成正比，决定响应速度；积分的作用是使系统稳定后没有静差（如：你要得到输出是10，积分就能使最后结果是10，静差为0也即没有静差）；微分的作用使输出快速的跟定输入，也就是说你输入偏差变大，我“立刻”变化是你变小，抑制你直流电机失磁危害：T＝KtφIa，当φ为0时，则电枢电流很大，会烧坏电枢有载的情况下：φ下降，E下降，Ia上升，T转矩下降，电流更大，空载情况下：φ下降，n上升，飞车他励直流电机运行时失磁：电机转速飞速上升，可能“飞车”，电枢电流非常大，电机转子可能散箍，换向器、电枢线圈可能甩出打坏。

启动时类似，若剩磁不够的话，也可能不能启动。

一般失压或欠流继电器，故障时切断电枢电源U发电机失步同步发电机正常运行时，定子磁极和转子磁极之间可看成有弹性的磁力线联系。

当负载增加时，功角将增大，这相当于把磁力线拉长；当负载减小时，功角将减小，这相当于磁力线缩短。

当负载突然变化时，由于转子有惯性，转子功角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动，这种现象称为同步发电机的振荡。

振荡有两种类型：一种是振荡的幅度越来越小，功角的摆动逐渐衰减，最后稳定在某一新的功角下，仍以同步转速稳定运行，称为同步振荡；另一种是振荡的幅度越来越大，功角不断增大，直至脱出稳定范围，使发电机失步，发电机进入异步运行，称为非同步振荡。

发电机振荡或失步时的现象a）定子电流表指示超出正常值，且往复剧烈运动。

这是因为各并列电势间夹角发生了变化，出现了电动势差，使发电机之间流过环流。

由于转子转速的摆动，使电动势间的夹角时大时小，力矩和功率也时大时小，因而造成环流也时大时小，故定子电流的指针就来回摆动。

这个环流加上原有的负荷电流，其值可能超过正常值。

b）定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值，且往复摆动。

这是因为失步发电机与其他发电机电势间夹角在变化，引起电压摆动。

因为电流比正常时大，压降也大，引起电压偏低。

c）有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动。

因为发电机在未失步时的振荡过程中送出的功率时大时小，以及失步时有时送出有功，有时吸收有功的缘故d）转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动。

发电机振荡或失步时，转子绕组中会感应交变电流，并随定子电流的波动而波动，该电流叠加在原来的励磁电流上，就使得转子电流表指针在正常值附近摆动。

）频率表忽高忽低地摆动。

振荡或失步时，发电机的输出功率不断变化，作用在转子上的力矩也相应变化，因而转速也随之变化。

.f）发电机发出有节奏的鸣声，并与表计指针摆动节奏合拍。

g）低电压继电器过负荷保护可能动作报警。

h）在控制室可听到有关继电器发出有节奏的动作和释放的响声，其节奏与表计摆动节奏合拍。

i）水轮发电机调速器平衡表指针摆动；可能有剪断销剪断的信号；压油槽的油泵电动机起动频繁。

发电机振荡和失步的原因根据运行经验，引起发电机振荡和失步的原因有a）静态稳定破坏。

这往往发生在运行方式的改变，使输送功率超过当时的极限允许功率。

）发电机与电网联系的阻抗突然增加。

这种情况常发生在电网中与发电机联络的某处发生短路，一部分并联元件被切除，如双回线路中的一回背断开，并联变压器中的一台被切除等。

电力系统的功率突然发生不平衡。

如大容量机组突然甩负荷，某联络线跳闸，造成系统功率严重不平衡。

d）大机组失磁。

大机组失磁，从系统吸收大量无功功率，使系统无功功率不足，系统电压大幅度下降，导致系统失去稳定e）原动机调速系统失灵。

原动机调速系统失灵，造成原动机输入力矩突然变化，功率突升或突降，使发电机力矩失去平衡，引起振荡f）发电机运行时电势过低或功率因数过高。

(g）电源间非同期并列未能拉入同步。

单机失步引起的振荡与系统性振荡的区别a）失步机组的表计摆动幅度比其他机组表计摆动幅度要大；b）失步机组的有功功率表指针摆动方向正好与其他机组的相反，失步机组有功功率表摆动可能满刻度，其他机组在正常值附近摆动。

系统性振荡时，所有发电机表计的摆动是同步的。

当发生振荡或失步时，应迅速判断是否为本厂误操作引起，并观察是否有某台发电机发生了失磁。

如本厂情况正常，应了解系统是否发生故障，以判断发生振荡或失步的原因。

发电机发生振荡或失磁的处理如下：a）如果不是某台发电机失磁引起，则应立即增加发电机的励磁电流，以提高发电机电动势，增加功率极限，提高发电机稳定性。

这是由于励磁电流的增加，使定、转子磁极间的拉力增加，削弱了转子的惯性，在发电机达到平衡点时而拉入同步。

这时，如果发电机励磁系统处在强励状态，1min内不应干预。

b）如果是由于单机高功率因数引起，则应降低有功功率，同时增加励磁电流。

这样既可以降低转子惯性，也由于提高了功率极限而增加了机组稳定运行能力。

c）当振荡是由于系统故障引起时，应立即增加各发电机的励磁电流，并根据本厂在系统中的地位进行处理。

如本厂处于送端，为高频率系统，应降低机组的有功功率；反之，本厂处于受端且为低频率系统，则应增加有功功率，必要时采取紧急拉路措施以提高频率。