Рассматриваются переходные процессы синхронной машины при учете насыщения ее магнитной системы. Предложен метод численного моделирования переходных процессов синхронной машины с возможностью учета несимметрии обмотки статора и насыщения магнитной системы. Появление несимметрии возможно при повреждении синхронной машины, в частности, при межвитковых коротких замыканиях в обмотке статора. Непосредственное решение дифференциальных уравнений равновесия ЭДС и падений напряжений в обмотках в фазных координатах совместно с уравнением движения ротора. При этом контур каждой фазной обмотки статора описывается отдельным уравнением, и могут быть учтены отличающиеся параметры фаз. Математическая модель синхронного генератора, работающего на активно-индуктивную нагрузку, реализована в программном пакете MATLAB. В модели учтен один из возможных видов несимметрии - неодинаковое число витков в фазных обмотках, что позволяет моделировать межвитковые короткие замыкания без учета появления дополнительных короткозамкнутых контуров. Выполнен учет влияния демпферных обмоток на переходной процесс, вызванный внезапным коротким замыканием в системе, и произведено сравнение с моделью, где отсутствуют демпферные обмотки. Проведен анализ результатов моделирования при учете насыщения магнитной системы машины. Полученные результаты позволили сделать вывод об адекватности реализованной модели.
The article deals with the transients of a synchronous machine with allowance for its magnetic system saturation. A method of numerical simulation of synchronous machine transients is proposed with the possibility of taking into account the asymmetry of stator winding and magnetic system. The asymmetry arises if the synchronous machine is damaged, in particular in the case when inter-turn short circuits occur in the stator winding. The study uses a direct solution of the differential equations of emf equilibrium and voltage drops in windings in phase coordinates together with the rotor motion equation. In this case, the contour of each phase winding of the stator is described by a separate equation. Different phase parameters can be taken into account as well. The mathematical model of a synchronous generator operating into an active-inductive load is implemented in the software package MATLAB. The model takes into account one of the possible types of asymmetry: it is an unequal number of turns in phase windings. This enables the modeling of interturn short circuits without allowance for the occurance of additional short-circuits. The effect of damper windings on the transient caused by a sudden short circuit in the system is accounted. It is compared with the damper winding-free model. The simulation results are analyzed taking into account the saturation of the machine magnetic system. The obtained results allowed to draw a conclusion about the adequacy of the implemented model.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.