MATLAB的同步发电机故障运行仿真分析.pdf

本文档主要探讨了在电力系统发展迅速和电网日益扩大的背景下，采用MATLAB进行同步发电机故障运行仿真分析的重要性。电力系统中的计算和控制问题变得越来越复杂，直接进行电力试验在技术和安全上都存在困难，因此电力仿真技术在解决这些问题上显示出迫切性。本文主要分析了同步发电机在发生小扰动及短路故障情况下的系统稳定性，并探讨了如何通过故障处理使系统回到稳定状态。 文章介绍了同步发电机与电网的连接，分析了自动重合闸装置的作用。自动重合闸装置在发生故障后能够迅速切除故障线路，并在故障消失后自动重新投入，提高了供电的可靠性。文中还提到了强行励磁和快速关闭汽门两种提高暂态稳定性的措施。强行励磁是通过增加励磁电压来提高发电机的暂态稳定性，而快速关闭汽门则通过减少功率或能量的差额来实现。 在发电机选择及参数设置方面，文中提到了汽轮发电机QFQ-50-2的相关参数，包括额定容量、额定电压和额定电流等。为了进行仿真分析，作者还设置了变压器参数，并将计算出的标么值输入模型。同时，选择了厂用电负荷的容量和功率因数。 仿真分析部分主要集中在三相短路故障情况下的系统表现。在MATLAB中，可以设置各种短路故障，并通过示波器观测短路故障时电流、电压和发电机输出各参数等受到的影响。实验表明，输入有功功率较小时，系统发生三相短路故障后，故障消除可以恢复稳定状态。然而，当输入有功功率较大时，单凭切除故障并不能使系统回到稳定状态，需要采取其他稳定措施。 为了解决系统故障，文中提到了故障的快速切除方法。快速切除故障能显著提高暂态稳定性，减少加速面积，增加减速面积，从而提高发电厂之间的并列运行稳定性。此外，强行励磁也是提高暂态稳定性的一个有效手段。通过增大励磁倍数，可以使系统重新达到稳定状态。仿真实验表明，在故障发生后增大励磁倍数可以帮助系统回到稳定状态。 文中还描述了三相短路实验的具体过程。通过实验发现，当输入的有功功率较小时，发生三相短路故障后，故障消除可以使得系统电压和电流都恢复到稳定状态。而当输入的有功功率较大时，系统无法自动恢复稳定状态，需要人工干预进行处理。 总结来说，本文通过MATLAB仿真工具分析了同步发电机在故障运行状态下的表现，并提出了相应的故障处理方法。通过增加励磁倍数、自动重合闸装置以及快速关闭汽门等措施，能够有效提高电力系统的稳定性和可靠性，从而保障电力系统在遇到故障时能够更快地恢复正常运行。这对于电力系统的运行和维护具有重要的指导意义。