同步发电机失磁异步运行Simulink仿真报告

《大型变压器与发电机运行》

仿真实验报告

仿真课题：同步发电机失磁异步运行的仿真 姓名： 班级： 学号： 实验时间： 指导教师：

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一、实验目的

1、学习熟悉MATLAB软件Simulink工具； 2、熟悉建立模型的过程；

3、学会分析模型、分析输出波形的方法； 4、对电力仿真建立一定程度的认识；

5、深入理解同步发电机失磁异步运行后各参数的变化。 二、仿真模型的建立

Simulink模型建立的主要步骤： （1）建立模型窗口；

（2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口； （3）对模块进行连接，从而构成需要的系统模型。

同步发电机失磁(突然部分失磁或全部失磁)异步运行,是指同步发电机失磁后,仍带有一定的有功功率,以小滑差与电网并列运行的一种运行方式。同步发电机的失磁故障占机组故障的比例最大,是电力系统中常见故障之一,特别是大型机组,励磁环节较多,造成励磁回路短路或开路的几率增大。发电机失磁后, 励磁电流将逐渐衰减至零, 发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小, 电磁转矩将小于原动机的转矩, 因而转子加速, 使发电机的功角增大。当功角超过静态稳定极限角时, 发电机与系统失去同步。发电机失磁后将从系统中吸取感性无功供给转子励磁电流, 转子出现转差, 在定子绕组中感应电势。

依照模型建立的步骤执行，建立了如下同步发电机失磁异步运行的仿真实验模型如图一所示。

图一：单击—无穷大系统模型

Power GUI用 于计算系统稳态潮流及初始值设定，其目的是为了保证仿真从稳定状态下开始运行。用三相电源模拟无穷大系统。 各部件参量：

同步发电机的机械功率使用一个常数发生器设置，数值设为111.9e3

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同步发电机的电压幅值使用阶跃信号发生器设置，初值设为17.8876，设置跳跃时间为1.5，计时间1.5后信号跳跃为0，以模拟失磁。 同步电机参数如下：

图二：同步发电机参数设置

在进行仿真计算前，先在Power GUI下进行稳态潮流计算，设置初始运行条件。如果没有进行系统初始值设置或者设置不合理，将使系统长期处于不稳定状态。

三、仿真结果与分析

1．仿真结果 运行仿真模型后，点击示波器观察同步发电机各参量的波形图。1.5S后同步电机失磁。

（1）三相定子电流波形图：

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（2）励磁电流波形图：

（3）有功功率波形图：

（4）无功功率波形图：

（5）定子电压波形图：

（6）转子转速变化波形图：

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