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系统谐波与负序电流对水轮二手发电机的影响


系统谐波与负序电流对水轮二手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。
系统谐波与负序电流对水轮二手发电机的影响
在分析时,基本假设为:二手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Tcm 3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,二手发电机若同时还存在高次(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
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