电气与电子工程学院bookmark0陆佳政（湖南省电力试验研究所）bookmark1电气与电子工程学院bookmark2系统谐波与负序电流对水轮发电机的影响运行安全带来危害。采用多回路法建立的凸极同步电机dq系统模型，导出了在外加任意谐波或负序时定转子电流、电磁转矩以及阻尼条电流分布的稳态计算方法。通过实例计算，分析和说明了电力系统谐波和负序对大型水轮发电机的影响。
1基本方程式凸极同步电机的物理模型及正向规定见。为了计算阻尼条电流的分布，如所示，分别以转子d，q轴为对称线，选取各实际阻尼回路为单元，建立各回路的电压方程式，求出回路电流后便可得到相应阻尼条的电流。
在分析时，基本假设为：发电机为同步速不变；不计磁路饱和影响；各次谐波均为三相对称的正弦波形；根据凸极同步电机物理模型及其阻尼回路的选取方法，考虑各次谐波电流电压分别为三相对称，即无零轴分量，因此可以得到在d，q和0坐标系统下的电压方程为1231（每极阻尼条为偶数时m=n，为奇数时m=n+1）2谐波电压引起的稳态电流和转矩计算设定子三相电压任意k次谐波（可能为正序，可能为负序）的一般形式为转换为d，q和0系统后为对于d，q系统中j次谐波的电压及相应电流可表示为代入+而由式（4）可见，在一般情况下，若定子端存在k次谐波电压，定子相电流可能出现相同k次正序或负序电流外，由于转子不对称，还将出现相应的k*2次谐波电流。
22励磁绕组电流由式（2）解得k次谐波电压引起的励磁电流的实部和虚部，则可得到相应实际励磁电流若k=1，且端电压为正序时，Ifu+1）=0，if=If为直流励磁电流。
23阻尼条电流计算由式（2）解出k次谐波电压引起的各d，q轴阻尼回路电流的实部和虚部，则d轴第i号阻尼回路电流1t；q轴第i号阻尼回路电流根据，由以上各回路电流可得k次谐波电压引起的第i，/号阻尼条电流（设m=n）若每极阻尼条数为奇数，则m=n+1，那么极中心线上导条电流i0=2imq.24电磁转矩由上求出定子dq回路各次谐波电流后叠加就可得到总的电流idiq，进而得到定子dq回路磁链，各次谐波作用下总的电磁转矩Tcm3算例及结果分析例，当其并联在电力系统中负载运行时，除了额定基波以外，若同时还存在高次（5，7）谐波，其中5次谐波为负序，7次谐波为正序，假设各谐波电压标幺值大小均为0.2.相应的定子电流、励磁绕组电流、电磁转矩特性分别如所示，图中定子电流、电磁转矩为标幺值。由于该两种谐波电流产生的气隙磁场均以6倍同步速相对转子旋转，因此将在转子绕组中感应6倍频率的电流，同时该谐波磁场与转子励磁磁场相互作用产生6倍频率的脉动转矩。由于转子不对称，定子5，7次谐波电压引起的5，7次谐波电流，在转子感应的6次谐波电流将反过来再在定子绕组中分别引起7，5次谐波分量，但是这一分量相对较小。另外，各次谐波对应的阻尼条电流实际值见表1.表1各次谐波对应的阻尼条电流实际值（A）阻尼条
