同步发电机不对称稳定运行时的各相序电抗和等效电路

　　当电枢绕组电流不对称时，各相序电流所产生的磁场与旋转的转子回路交链的情况是不相同的，所以同步发电机对应不同相序的阻抗是不一样的。它们分别称为正序阻抗Z₊负序阻抗，Z_-和零序阻抗Z₀

　　各相序的等效电路和基本方程式

图1 同步发电机各相序的等效电路

　　分析不对称运行，首先应该知道各相序电抗，现介绍X₊，X_-，X₀及其测量方法。

　　1．正序电抗X₊

　　正序电流产生的旋转磁场和对称运行时一样的方向，故在转子中不感应电势，显然正序电抗与三相同步发电机对称运行时的电抗是一致的，即：

　　隐极机　

　　凸极机　

　　三相稳态短路　

　　2．负序电抗X_-

　　负序电流产生的旋转磁场，转速还是同步速，但是转向和转子的转向相反，所以在转子的绕组中要感应电流，这时，相当干副边短路的变压器耦合，转子中物理量频率为

　　负序电抗：同步电机转子正向旋转，励磁绕组短路，电枢绕组施加一组对称的负序电压时，负序电枢电流所遇到的阻抗

　　（1）负序磁场轴线对正direct-axis轴时，励磁绕组和负序磁场耦合

图2 同步发电机负序的等效阻抗

　　（2）负序磁场轴线对正quadrature-axis轴时，励磁绕组和负序磁场耦合磁链为零

　　如果没有阻尼绕组，相当于、为无穷大，则

　　上面式中

　　——直轴、交轴超瞬变电抗

　　——直轴瞬变电抗

　　——折算到定子边的励磁绕组的漏抗

　　——折算到定子边的直轴，交轴阻尼绕组的漏抗

　　——电枢绕组的漏抗

　　负序磁场轴线时而与d轴重合，时而与q轴重合，故

　　由上面知X₊＞X_-

　　一般水轮机无阻尼X_-=0．55，有阻尼时X_-=0．24

　　汽轮机有阻尼X_-=0．15

　　3．零序电抗X₀

　　零序电流同相位，同大小，它们建立的三个脉振磁势在时间上同相位，而在空间上彼此相差120°，所以合成磁势的基波为零，零序电流产生的三次谐波磁通很小，忽略不计，所以零序电抗实质上是定子绕组的漏抗

　　有关负序电抗：负序电流产生的旋转磁场在转子各部分包括励磁绕组、阻尼绕组、极掌和极心中感应两倍频率的电动势和电流，根据楞次定律，转子中感应的两倍频率的电流将对定子反转磁场起抑制（阻尼）作用，使气隙中反转磁场被削弱，因此，由负序电流所建立的负序磁场较弱，与此相对应的负序电抗也比较小。

　　负序电阻：由于转子回路中两倍频率的电流引起附加损耗，使等效电阻增大，故负序电阻r-大于正序电阻。