Разработка модели синхронного генератора для анализа витковых замыканий в обмотке статора

Рассматриваются переходные процессы в автономной энергосистеме, состоящей из синхронного генератора, повышающего трансформатора и активно-индуктивной нагрузки. Предложен метод численного моделирования переходных процессов синхронной машины с возможностью учета несимметрии обмотки статора, появление которой возможно при повреждении синхронной машины, в частности, при межвитковых коротких замыканиях в обмотке статора. Метод основан на непосредственном решении дифференциальных уравнений равновесия э.д.с. и падений напряжений в обмотках в фазных координатах совместно с уравнением движения ротора. При этом контур каждой фазной обмотки статора описывается отдельным уравнением, и могут быть учтены отличающиеся параметры фаз. Выполнен анализ чувствительности релейной защиты генератора к межвитковым коротким замыканиям на примере результатов расчета в предложенной математической модели переходных процессов в генераторе с нарушением симметрии обмотки статора. В результате исследований выявлено, что работа синхронной машины при повреждении обмотки статора, сопровождающимся малой долей замкнувшихся витков (3–15% от общего количества), с большой вероятностью останется все зоны действия защит генератора.