Preview

iPolytech Journal

Advanced search

SIMULATION OF GENERATOR TRANSIENTS WITH STATOR PHASE WINDING ASYMMETRY AND MAGNETIC SYSTEM SATURATION

https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-11-97-111

Abstract

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.

About the Authors

G. V. Glazyrin
Novosibirsk State Technical University
Russian Federation


N. A. Mitrofanov
Novosibirsk State Technical University
Russian Federation


References

1. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.: Энергия, 1970. 518 с.

2. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB. SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2013. 288 с.

3. Сивокобыленко В. Ф. Математическое моделирование синхронной машины с многоконтурным ротором в фазных координатах. Техническая электродинамика. 2015. № 1. С. 51-58.

4. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. М.: Энергия, 1979. 456 с.

5. Харитонов С.А. Электромагнитные переходные процессы в системах генерирования электрической энергии для автономных объектов: монография. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. 536 с.

6. Глазырин Г.В. Моделирование переходных процессов синхронной машины с несимметрией фазных обмоток статора // Вестник МЭИ. 2017. № 5. С. 34-39.

7. Горев А.А. Переходные процессы синхронной машины. Л.: Наука, 1985. 502 с.

8. Мэтьюз Д.Г., Финк К.Д. Численные методы. Использование MATLAB. 3-е изд. / Пер. с англ. М.: ИД "Вильямс", 2001. 720 с.

9. Турчак Л.И. Основы численных методов. М.: Наука, 1987. 318 с.

10. Файзиев М.М., Курбанов Н.А., Имомназаров А.Б., Бекишев А.Э. Моделирование пуска асинхронных двигателей в МАTLAB // Вестник науки и образования. 2017. Т. 1. № 3 (27). С. 42-47.

11. Субботина В.А., Тюленев М.Е. Simulink - модель для исследования пуска синхронного двигателя при пониженном напряжении // Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2014. № 11. С. 102-109.

12. Федий К.С., Встовский С.А., Полошков Н.Е. Моделирование переходных процессов в торцевом синхронном генераторе в пакете MATLAB // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2017. № 10 (5). С. 691-698.

13. Demiroren A., Zeynelgil H.L. Modelling and simulation of synchronous machine transient analysis using SIMULINK // International Journal of Electrical Engineering Education. 2002. 39/4. С. 337-346.

14. Hafnaoui I., Ayari R., Nicolescu G., Beltrame G. A simulation-based model generator for software performance estimation: SCSC ’16 Proceedings of the Summer Computer Simulation Conference. USA, 2016. doi:10.22360/summersim.2016.scsc.025


Review

For citations:


Glazyrin G.V., Mitrofanov N.A. SIMULATION OF GENERATOR TRANSIENTS WITH STATOR PHASE WINDING ASYMMETRY AND MAGNETIC SYSTEM SATURATION. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;22(11):97-111. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-11-97-111

Views: 286


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4004 (Print)
ISSN 2782-6341 (Online)