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　　電氣與電子工程學(xué)院bookmark0陸佳政（湖南省電力試驗(yàn)研究所）bookmark1電氣與電子工程學(xué)院bookmark2系統(tǒng)諧波與負(fù)序電流對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的影響運(yùn)行安全帶來(lái)危害。采用多回路法建立的凸極同步電機(jī)dq系統(tǒng)模型，導(dǎo)出了在外加任意諧波或負(fù)序時(shí)定轉(zhuǎn)子電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及阻尼條電流分布的穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法。通過(guò)實(shí)例計(jì)算，分析和說(shuō)明了電力系統(tǒng)諧波和負(fù)序?qū)Υ笮退�輪發(fā)電機(jī)的影響。

　　1基本方程式凸極同步電機(jī)的物理模型及正向規(guī)定見(jiàn)。為了計(jì)算阻尼條電流的分布，如所示，分別以轉(zhuǎn)子d，q軸為對(duì)稱線，選取各實(shí)際阻尼回路為單元，建立各回路的電壓方程式，求出回路電流后便可得到相應(yīng)阻尼條的電流。

　　在分析時(shí)，基本假設(shè)為：發(fā)電機(jī)為同步速不變；不計(jì)磁路飽和影響；各次諧波均為三相對(duì)稱的正弦波形；根據(jù)凸極同步電機(jī)物理模型及其阻尼回路的選取方法，考慮各次諧波電流電壓分別為三相對(duì)稱，即無(wú)零軸分量，因此可以得到在d，q和0坐標(biāo)系統(tǒng)下的電壓方程為1231（每極阻尼條為偶數(shù)時(shí)m=n，為奇數(shù)時(shí)m=n+1）2諧波電壓引起的穩(wěn)態(tài)電流和轉(zhuǎn)矩計(jì)算設(shè)定子三相電壓任意k次諧波（可能為正序，可能為負(fù)序）的一般形式為轉(zhuǎn)換為d，q和0系統(tǒng)后為對(duì)于d，q系統(tǒng)中j次諧波的電壓及相應(yīng)電流可表示為代入+而由式（4）可見(jiàn)，在一般情況下，若定子端存在k次諧波電壓，定子相電流可能出現(xiàn)相同k次正序或負(fù)序電流外，由于轉(zhuǎn)子不對(duì)稱，還將出現(xiàn)相應(yīng)的k *2次諧波電流。

　　22勵(lì)磁繞組電流由式（2）解得k次諧波電壓引起的勵(lì)磁電流的實(shí)部和虛部，則可得到相應(yīng)實(shí)際勵(lì)磁電流若k=1，且端電壓為正序時(shí)，Ifu+1）=0，if=If為直流勵(lì)磁電流。

　　23阻尼條電流計(jì)算由式（2）解出k次諧波電壓引起的各d，q軸阻尼回路電流的實(shí)部和虛部，則d軸第i號(hào)阻尼回路電流1t；q軸第i號(hào)阻尼回路電流根據(jù)，由以上各回路電流可得k次諧波電壓引起的第i，/號(hào)阻尼條電流（設(shè)m=n）若每極阻尼條數(shù)為奇數(shù)，則m=n+1，那么極中心線上導(dǎo)條電流i0=2imq. 24電磁轉(zhuǎn)矩由上求出定子dq回路各次諧波電流后疊加就可得到總的電流idiq，進(jìn)而得到定子dq回路磁鏈，各次諧波作用下總的電磁轉(zhuǎn)矩Tcm 3算例及結(jié)果分析例，當(dāng)其并聯(lián)在電力系統(tǒng)中負(fù)載運(yùn)行時(shí)，除了額定基波以外，若同時(shí)還存在高次（5，7）諧波，其中5次諧波為負(fù)序，7次諧波為正序，假設(shè)各諧波電壓標(biāo)幺值大小均為0.2.相應(yīng)的定子電流、勵(lì)磁繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩特性分別如所示，圖中定子電流、電磁轉(zhuǎn)矩為標(biāo)幺值。由于該兩種諧波電流產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)均以6倍同步速相對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，因此將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)6倍頻率的電流，同時(shí)該諧波磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生6倍頻率的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于轉(zhuǎn)子不對(duì)稱，定子5，7次諧波電壓引起的5，7次諧波電流，在轉(zhuǎn)子感應(yīng)的6次諧波電流將反過(guò)來(lái)再在定子繞組中分別引起7，5次諧波分量，但是這一分量相對(duì)較小。另外，各次諧波對(duì)應(yīng)的阻尼條電流實(shí)際值見(jiàn)表1.表1各次諧波對(duì)應(yīng)的阻尼條電流實(shí)際值（A）阻尼條