(1)發電機長期承受負序電流的能力。發電機正常運行時,由于輸電線路及負荷不可能三相完全對稱,因此,總存在一定的負序電流I2,但數值較小,如有些情況下,可達I2=2%~3%IN (IN 為額定電流)。發電機帶不對稱負荷運行時,轉子雖有發熱,但如負序電流不大,由于轉子散熱效應,其溫升可不超過允許值,即發電機可以承受一定數值的負序電流長期運行。但負序電流值超過一定數值,則轉子將遭受損傷,甚至遭受破壞。因此,發電機都要依其轉子的材料和結構特點,規定長期承受的負序電流的限額,這一限額即發電機穩態承受負序電流能力,用I2∞表示。大型汽輪發電機通過采取如裝設阻尼條、槽楔鍍銀、采用鋁青銅槽楔等專門的措施來提高發電機長期承受負序電流的能力。發電機長期承受負序電流的能力I2∞是負序電流保護的整定依據之一。當出現超過I2∞ 的負序電流時,保護裝置要可靠動作,發出聲光信號,以便及時處理,當其持續時間達到規定值,而負序電流尚未消除時,則應當動作于切除發電機,以防止負序電流造成損害。
(2)發電機短時承受負序電流的能力。在異常運行或系統發生不對稱故障時,I2將大大超過允許的持續負序電流值,這段時間通常不會太長,但因I2較大,更需考慮防止對發電機可能造成的損傷。發電機短時間內允許負序電流值I2的大小與電流持續時間有關。轉子中產生熱量的大小通常與流經發電機的I2的平方及所持續的時間t成正比。若假定發電機轉子為絕熱體,則發電機允許負序電流與允許持續時間的關系可表示為I22*t= A
式中 I2 2* ———以發電機額定電流為基準的負序電流標幺值;
t———允許時間;
A———與發電機型式及冷卻方式有關的常數 (由制造廠提供)。
A值實際上就反應了發電機承受負序電流的能力,A越大,說明發電機承受負序電流的能力越強。發生不對稱短路時,可能伴隨較大的非周期分量,衰減的非周期分量在轉子中感應出衰減的基波電流,增加轉子的損耗和溫升。對于大型機組,短路電流中的非周期分量所產生的影響比較顯著,I2 2*t≥A 為判據的負序電流保護,在電流大時間短 (如小于5s)的情況下并不能可靠地保障機組的安全,因此要求大型發電機及有關設備要有完善的相間短路保護。
(3)轉子表層負序過負荷保護的構成。為了防止發電機轉子遭受負序電流的損害,對于大型汽輪發電機,國內外都要求裝設與發電機承受負序電流能力相匹配的反時限負序電流保護。