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28 福建电脑 2003年第7期
基于Matlab同步电机三相突然短路模拟
王晴汤宁平
(福州太学电气系，福州350002)
【摘要】 本文从dqO从坐标系统中表示的三相同步电机的状态方程开始，使用Matlab工具并以
一个具体的例子详细说明了三相突然短路的模拟步骤并进行了分析Matlab的GU]编辑一个人
在各种条件下，机器界面可以方便地模拟短路过程。
Matlab
【关键词】 同步电机短路 仿真
1、Sl盲
同步电机的突然短路是电力系统最严重的故障。虽然短路 k 札 一 虬
这个过程经历的时间很短(通常是0.1~O.3秒)，但电挖短路 ok 吐 ok 虬
电流和转子电流的分析和计算。但意义重大。 o A‘ 札 (3)
虬 oo耳o 乩
短路电流必须计算发电机、变压器、断路器、互感器等的可靠运行 舢肌撕。。 々毫。 ‘。。‰ 以。蚱k。 o‰也。 o品 乩 ¨mi 以“l o o如o ki～ ％
为了确定继电保护装置的工作条件，需要了解短路
电流变化规律。此外，为了确保励磁系统的可靠运行和强制励磁系统 上式可写；△U=x·△I Z·△【 (4)
磁对短路电流的影响，需要进行励磁电流的计算。 或改写成△I=一x“·z·△I x。·△u (5)
Maflab它是一种强大的数学计算和模拟工具，我们可以避免使用它
借助其绘图函数，免复杂的数学计算编程(如矩阵计算)，
计算结果的可视化很容易实现。
2 同步电机状态方程
为便于计算，我们做出以下假设：①短路后，过程速度仍然同步
速度，即p0=∞=蜘；②不计磁路饱和③励磁电压为常数(不考虑)
压缩机的作用)。在这样的假设下建立的方程是线性的。dqo
三相同步电机(有阻尼绕组)的坐标系统和x一基值系统表示
态方程(以标准值表示)为:
一 d 0
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‰为直轴同步电抗；墨为交轴同步电抗；‰零序电抗；xP为励磁 d
绕组电抗；xo直轴阻尼绕组电抗；X．r、xmx柚子分别是定子绕组， 图l 同步电机电势相置图稳定运行
F绕组、D绕组三个绕组之间的互感电抗)b=xrⅡ=x。=
x“(x一是直轴电枢反映电抗)；R定子电阻；x．o定子绕组和
交轴阻尼绕组之间的互感电抗；∞转子的电角速度；
采用叠加原理，将实际短路电流视为以下两种工作
情况叠加：①电机突然短路前稳定运行条件的电流；②在零初
在开始状态下。当电枢突然增加与短路前相等大小和相反方向的电压时
工作条件下的电流。迪先在短路前找出备参量值，再找出短路引起的备参量值
各参数的增量值，两者的叠加得到各参数的全值。
首先，在短路前找出电机端电压u血，uqo定子绕组电流im、
j1D，可根据短路前电机端电