凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及试验验证

同步发电机定子绕组内部故障分析是一个十分复杂而重要的问题。文中在建立同步发电机定子绕组内部故障暂态计算模型时采用通用支路电压矩阵方程来建立回路电流方程，具有简洁、通用性强的特点。利用多回路理论着重对同步发电机带载时定子绕组内部故障暂态全过程进行了仿真计算，并与试验录波波形进行了对比，结果表明这种仿真方法能够准确地模拟同步发电机故障暂态过程。文中还分析了影响暂态过程仿真精度的因素，认为铁心局部饱和、铁心剩磁、转速变化及回路电阻变化是产生仿真误差的重要原因。     

系统暂态过程发电机失磁保护误动行为分析

在电力系统的暂态过程中，水电厂失磁保护常将未失步的发电机组跳闸，这将使水电占较大比例且总容量不很大的电网在暂态过程丧失部分电源，造成事故扩大，使原来可能是暂态稳定的系统，最后导致暂态不稳定，本文通过对发电机失磁物理过程，发电机暂态过程功角特性及发电机失磁保护原理方面的分析，说明导致暂态过程功角摆开且未失稳的发电机跳闸原因。     

同步发电机失磁保护的改进方案

在电力系统继电保护中，同步发电机失磁保护是最为重要的保护之一。励磁故障涉及发电机的大干扰稳定性，也是一个较为复杂并难以解决的问题。目前所用的励磁保护的动作效果并不理想，尚需进一步改进。分析了目前所用的3种励磁保护判据存在的不足，指出这些保护判据或基于小干扰稳定性原理而未考虑发电机动态功角特性的严重变形，或未考虑发电机完全失磁后的测量阻抗与正常励磁下扰动后的测量阻抗具有较大的公共区间，从而可能使保护误动或拒动。基于对同步发电机失磁后动态行为的仿真分析，提出了同步发电机失磁保护的改进方案，通过直接测量功率角判断同步发电机的失磁故障，提出了其整定条件和计算方法。仿真计算证明该方案能可靠、快速地反映各种励磁故障，动作稳定且整定灵活、方便。     

同步发电机不对称短路暂态过程的数值计算空间矢量法

为应用空间矢量法进行电力系统机网暂态过程的数值计算，作者在文献[1]中研究了同步发电机端口发生三相短路时的电磁暂态过程数值计算的数学模型。提出了电机端口发生各种不对称短路时的数学模型和电压初始值的计算方法。 通过算例证实了该数学模型的正确性，为同步发电机的不对称运行方式分析的理论研究和数值计算提供了一种新的方法。     

基于MATLAB/Simulink的水轮发电机失磁动态过程仿真

介绍了一种基于MATLAB／Simulink的水轮发电机失磁动态过程仿真新方法。首先在Simulink仿真平台上用传递函数框图的形式建立了包括发电机、调速器、励磁系统、输电线在内的全系统数学模型，并各自封装后置入Simulink的模型库中，然后用这些元件模型搭建仿真系统，最后以某一水轮发电机为算例，根据机组的不同失磁方式，输入相应的参数后进行仿真计算。仿真结果详细、逼真地再现了水轮发电机在不同失磁故障下的动态过程。     

基于补偿跃变量算法的发电机同步模型

从Park方程出发，计及定子绕组暂态、凸极效应以及转子动态特性，运用机电量类比和综合友模的方法，将同步发电机的电磁暂态、机械暂态和接口方程统一，建立了可与系统同步计算的统一友模，从而在避免预测校正、简化机网接口的同时，大大提高了仿真的精度。文中还利用频谱分析的方法，对同步机跃变量模型的误差进行了修正，使修正后的友模不仅避免了数值振荡，而且尽可能地提高了精度。所讨论的发电机同步友模适用于复杂系统的同步机全过程仿真研究。     

UPFC暂态数学模型及其应用

针对UPFC拓扑结构变化复杂的特点，通过引入开关函数的概念，建立了可反映UPFC内部特性的统一的暂态过程的数学模型，与开关管动作时序、控制参数相结合可描述UPFC及其控制系统的动态过程。将其应用于IEEE First Benchmark Model，对UPFC的暂态数学模型及其阻尼次同步谐振的控制策略进行了时域仿真计算，结果表明了暂态数学模型和控制策略的正确性。     

±800 kV特高压直流线路暂态保护

在对±800 kV特高压直流系统的线路故障、区外故障、雷击等暂态过程的暂态特征进行理论研究的基础上，利用小波变换对各种暂态电压进行了多尺度分析，分析结果表明，暂态电压故障分量的谱能量分布特点揭示了对应暂态过程的内在特征，利用这些特征构成暂态保护判据可以可靠地识别直流线路故障;通过PSCAD/EMTDC的大量仿真计算，验证该原理可靠性高、动作速度快，满足特高压直流线路保护快速、灵敏、可靠的要求。     

基于绕线式异步发电机的风电场并网暂态稳定机理分析

随着许多大容量风电场直接并入输电网，电网受风电的影响程度已不容忽视。针对目前基于绕线式异步发电机（WRIG）的风电场并网的情况，通过详细分析WRIG风电场的暂态特性，将WRIG风电场在暂态过程中的制动作用简化等值到近端同步发电机上，进而提出一种采用经典等面积定则定性分析WRIG风电场近端同步发电机暂态稳定性的方法。最后通过仿真验证了该分析方法的正确性，并比较了WRIG风电场与同步发电机参与系统暂态调节的效果。     

同步发电机定子内部故障暂态过程及对保护的影响

利用基于多回路法的凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态过程仿真程序，讨论了定子支路电阻和阻尼支路电阻对故障暂态过程及稳态的影响，分析了同步发电机并网运行时定子绕组故障暂态过程中的单元件横差保护、裂相横差保护、完全纵差保护和不完全纵差保护的灵敏度，认为对于没有制动电流的单元件横差保护灵敏度在暂态过程中得到了提高，但对有制动电流的裂相横差、完全纵差和不完全纵差保护的灵敏度则需要具体分析。     

大型水轮发电机定子单相接地故障的暂态仿真

根据水轮发电机定子和转子的绕组结构，在利用多回路理论计算定子和转子绕组电感参数的基础上，考虑定子绕组对地电容的分布性，建立了新的水轮发电机定子绕组单相接地故障暂态仿真模型，将定子绕组单相接地问题的研究统一在一个模型之中。文中以三峡发电机的一种设计方案为例，分析了定子绕组对地分布电容对模型的影响，讨论了单相接地过程中机端与中性点处零序电压及接地故障电流随故障位置和接地电阻的变化关系。该模型适合发电机定子绕组单相接地故障的全过程仿真，可为单相接地故障继电保护方案的分析与开发提供基础。     

电流互感器暂态过程的数值计算

本文根据实验观察，典型地描述了电流互感器铁芯在电力系统故障暂态电流作用下的磁化过 程。相应地建立了计及铁芯基本磁化曲线饱和、局部磁化、带有原始制磁影响的电流互感器 暂态过程数值计算模型，并编制了计算程序。经模拟实验与数值计算结果核对，误差较小。 满足工程计算及对改善互感器暂态性能的研究之需要，并可与系统故障暂态计算程序接力， 完成继电器行为的数值仿真。     

发电机外部短路与失磁故障的仿真研究

发电机失磁时会对系统及发电机本身造成一定的破坏,目前国内外失磁保护判据都存在一些问题。文中通过对发电机发生失磁故障及发电机—变压器侧发生三相短路故障时各电气量的变化进行仿真、比较,深入研究了失磁的动态过程,提出了一种更合适的发电机失磁保护方案。     

失电机失磁异步状态下失磁保护测量阻抗分析

本文研讨了同步发电机在失磁后异步运行状态下失磁保护测量阻抗的特性以及转差变化时该阻抗变化的轨迹，并从物理概念上进行了分析。文中的结果有助于了解失磁后的物理过程及失磁保护的分析与整定计算。     

多分支同步发电机定子故障瞬变过程仿真模型

进行磁链计算时，故障发电机的短路环可以等效为一个独立分支，该分 支的电压方程为短路环电压回路方程。利用此原理可使短路环、故障分支和非故障分支磁链 方程得到统一。无论是简单故障还是复故障，均可以支路为基础列写电压方程。用磁链方程 和电压方程可构成具有开放结构的多分支同步发电机瞬变过程的仿真模型。这一模型可用于 分析单个故障分支或正常分支及分支组合中的瞬变过程，为与外部系统相连的发电机瞬变过 程的仿甄及发电机保护方案的研究提供了基础。     

电流互感器暂态时域仿真

在分析电流互感器暂态特性及其动态磁化过程的基础上，利用不同函数分 段拟合磁化曲线和曲线压缩的方法，建立了计及铁心饱和、磁滞、局部磁滞及 原始剩磁影响的电流互感器暂态时域仿真模型，并开发了仿真计算程序。利用 该程序计算了电流互感器在电力系统故障暂态电流作用下的暂态过程。计算和 实验所得波形相一致。仿真结果说明，该模型方便地克服了铁心饱和后的磁化 曲线易于拟合成负斜率的问题，能够全面准确地描述、模拟电流互感器暂态过 程中的真实状况。     

基于自适应模型的变压器暂态全过程数值计算

为实现变压器的暂态全过程计算，建立了适合不同暂态阶段仿真的电磁暂态、跃变量和准稳态的abc坐标系统模型。在此基础上，根据不同暂态阶段的动态特性将上述模型相结合，应用面向对象技术建立了适合暂态全过程仿真的变压器自适应模型。仿真结果表明：该模型完整地描述了变压器的暂态过程，具有精度高、计算量小和转换判据可靠等特点，可用于电力系统过电压、故障分析和保护校验、交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的研究。     

同步发电机内部故障仿真计算数学模型

结合大型水电厂仿真培训系统对水轮发电机内部故障仿真的需要，根据交流电机的多回路理论，在相坐标系ａ，ｂ，ｃ中建成立了多支路凸极同步电机以定子一条并联支路为基本单元的数学模型，该模型对分析同步发电机定子绕组的故障及外部故障均可使用。     

同步发电机失磁运行状态分析

发电机励磁电流的变化，是影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率分配的主要因素。良好的励磁系统在保证电能质量、无功功率的合理分配及提高电力系统运行的可靠性方面，都起着十分重要的作用。分析了同步发电机失磁运行的原因及现象和同步发电机失磁运行的物理过程，讨论了失磁运行对发电机本身和电网造成的影响并提出了失磁运行的解决方法。     

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态仿真

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障的仿真计算对保护的配置具有重要意义。文中以多回路理论为依据，建立了大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态分析的数学模型；以匝间短路为例，给出了系数变化矩阵。通过在动模机上进行故障的动态模拟实验，验证了该方法的正确性。最后对三峡电站SF700-80/19720大型水轮发电机定子绕组一支路发生匝间短路的故障情况，进行了瞬态过程的仿真计算，验证了所配置单元件横差保护的灵敏度，结果令人满意。