Phase-Domain Synchronous Machine

有内部故障的相位坐标同步机。

类型: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Synchronous.PhaseDomain

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Synchronous/Phase-Domain Synchronous Machine

说明

该单元 Phase-Domain Synchronous Machine 可模拟带有内部故障的同步机相位坐标。您可以使用该设备模拟内部故障，如匝间故障、相间故障、定子绕组和磁场绕组的接地故障。每个机器绕组最多可同时选择两个故障点。

该模型采用相坐标法 [1]：机器电感值取决于转子位置和饱和度。相坐标数学模型可以模拟同步电机的内部损坏。要模拟同步电机的内部损坏，必须计算电机绕组（包括故障绕组）的自感和互感，并将其作为转子位置和饱和度的函数。

机器绕组故障建模涉及到故障点的访问。故障点将绕组分为受损和未受损两部分。根据故障的性质（底盘故障、匝间故障、相间故障等）和实验条件，故障点的数量可能会有多个。因此，如图 1 所示，模型中每个受损绕组应由几个部分（子绕组）来表示。

如图 2 所示，每个 - 子绕组在机器中由等效正弦分布绕组表示，其磁轴由角度和等效（有效）匝数表示。

港口

输出

# o — 带有机器变量当前值矢量的端口
矢量

Details

端口，包含机器变量当前值的矢量。将其连接到程序块Synchronous Machine Measurement ，即可将变量输出为信号。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

非定向

# ~1 — 定子绕组引线起始端
电力

Details

与定子绕组引线起点相关的可扩展三相端口。

程序使用名称

port1

# n — 中性
电力

Details

电气端口，相当于定子绕组的中性点。

依赖关系

要使用该端口，请将 Stator negative-end connections 设置为 Neutral point.

程序使用名称

n

# A1、A2 — A 相内部绕组节点
电力

Details

内部相绕组组件 .

依赖关系

要使用该端口，请选择复选框 Enable fault in phase A winding 。输入端口 A 的数量取决于 Percentage of phase A points of fault from the neutral 中指定的点数。如果指定一个点（如`[50.0]），则只使用端口 A1；如果指定两个点（如[50.0, 75.0]`），则使用两个端口：A1 和 A2。

程序使用名称

a1

# B1, B2 — B 相内部绕组节点
电力

Details

内部相绕组组件 .

依赖关系

要使用该端口，请选择复选框 Enable fault in phase B winding 。输入端口 B 的数量取决于 Percentage of phase B points of fault from the neutral 中指定的点数。如果指定一个点（如`[50.0]），则只使用端口 B1；如果指定两个点（如[50.0, 75.0]`），则使用两个端口：B1 和 B2。

程序使用名称

b1

# C1、C2 — C 相内部绕组节点
电力

Details

内部相绕组组件 .

依赖关系

要使用该端口，请选择*启用 C 相绕组故障*复选框。 C 输入端口的数量取决于 Percentage of phase C points of fault from the neutral 中指定的点数。如果指定一个点（如`[50.0]），则只使用端口 C1；如果指定两个点（如[50.0, 75.0]`），则使用两个端口：C1 和 C2。

程序使用名称

c1

# F1、F2 — 磁场绕组内部
电力

Details

磁场绕组的内部组件。

依赖关系

要使用该端口，请将参数 Field excitation type 设置为 "电气输入端口"，并勾选 Enable fault in excitation winding 复选框。输入端口 F 的数量取决于参数 Percentage of excitation winding points of fault from the terminal 中指定的点数。如果指定一个点（例如`[50.0]），则只使用端口 F1；如果指定两个点（例如[50.0, 75.0]`），则使用两个端口：F1 和 F2。

程序使用名称

f1

# ~2 — 定子绕组引线末端
电力

Details

连接到定子绕组引线末端的可扩展三相端口。

依赖关系

要使用该端口，请将 Stator negative-end connections 设置为 Three-phase port.

程序使用名称

port2

# R — 机器转子
旋转机械

Details

转子机械旋转的端口。

依赖关系

要使用该端口，请将参数 Mechanical input type 设为 Mechanical input ports.

程序使用名称

rod_flange

# C — 机器外壳
旋转机械

Details

机身的机械旋转口。

依赖关系

要使用该端口，请将 Mechanical input type 设置为 Mechanical input ports.

程序使用名称

case_flange

# fd+ — 场电路正端口
电

Details

激励电路的正端口。

依赖关系

要使用该端口，请将 Field excitation type 设置为 Electrical input ports.

程序使用名称

fd_p

# fd- — 负激励端口
电

Details

激励电路的负端口。

依赖关系

要使用该端口，请将 Field excitation type 设置为。 Electrical input ports.

程序使用名称

fd_n

输入

# Efd — 来自控制系统的励磁电压
尺度

Details

控制系统励磁电压的输入端口，单位为相对值。

依赖关系

要使用该端口，请将 Field excitation type 设置为 Signal control port.

数据类型	Float64`。
复数支持	无

# w — 来自控制系统的速度
标度

Details

来自控制系统的速度输入端口，单位为 rad/c。

依赖关系

要使用该端口，请将 Mechanical input type 设置为以下值 Signal input (speed)

数据类型	Float64`。
复数支持	无

# 请联系 — 来自控制系统的机械功率
尺度

Details

控制系统机械功率的输入端口，以相对单位表示。

依赖关系

要使用该端口，请将 Mechanical input type 设置为 Signal input (power)

数据类型	Float64
复数支持	无

参数

主要

# Rated apparent power — 额定机器功率
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN | A*V

Details

额定机器功率。

计量单位	`W` \| `GW` \| `MW` \| `kW` \| `mW` \| `uW` \| `HP_DIN` \| `A*V`
默认值	`555e6 A*V`
程序使用名称	`S_rated`
可计算	是

# Rated voltage — 线电压额定均方根值
V | MV | kV | mV

Details

线路电压的标称有效值。

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`24e3 V`
程序使用名称	`V_rated`
可计算	是

# Rated electrical frequency — 标称频率
Hz | GHz | MHz | kHz

Details

额定频率

计量单位	`Hz` \| `GHz` \| `MHz` \| `kHz`
默认值	`50.0 Hz`
程序使用名称	`f_rated`
可计算	是

# Field excitation type — 激励控制
Signal control port | Electrical input ports

Details

励磁控制选择：

Signal control port- 方向信号，O.U；
Electrical input ports- 电信号，V.

值	`Signal control port` \| `Electrical input ports`
默认值	`Signal control port`
程序使用名称	`field_excitation_input`
可计算	无

# Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by — 激励电路参考变量
Field circuit voltage | Field circuit current

Details

选择决定机器额定空载电压的场回路参考变量：

Field circuit voltage- 场回路电流；
Field circuit current- 场回路电压。

依赖关系

要使用该参数，请将 Field excitation type 设置为。 Electrical input ports.

值	`Field circuit voltage` \| `Field circuit current`
默认值	`Field circuit current`
程序使用名称	`field_circuit_parameterization`
可计算	无

# Field circuit voltage — 激励电压
V | MV | kV | mV

Details

空转时在额定转速下产生额定电压所需的励磁电压值。空载模式下额定转速时的额定电压。

依赖关系

要使用该参数，请将 Field excitation type 设置为 Electrical input ports`并将 Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by 设置为 `Field circuit voltage.

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`100.0 V`
程序使用名称	`E_fd_base`
可计算	是

# Field circuit current — 场电流
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA

Details

空转时在额定转速下产生额定电压所需的场回路电流值。空转时额定转速下的电压。

依赖关系

要使用该参数，请将 Field excitation type 设置为 Electrical input ports`并将 Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by 设置为 `Field circuit current.

计量单位	`A` \| `MA` \| `kA` \| `mA` \| `nA` \| `pA` \| `uA`
默认值	`1300.0 A`
程序使用名称	`I_fd_base`
可计算	是

# Mechanical input type — 机器的机械运动控制类型
Signal input (speed) | Signal input (power) | Mechanical input ports

Details

选择机器的机械运动控制器：

Signal input (speed)- 设定速度的方向信号，O.C；
Signal input (power)- 设定功率的方向信号，O.U；
Mechanical input ports- 来自扭矩或速度源的机械信号。

值	`Signal input (speed)` \| `Signal input (power)` \| `Mechanical input ports`
默认值	`Signal input (speed)`
程序使用名称	`mechanical_input`
可计算	无

# Rotor type — 转子类型
Salient pole | Round

Details

显极或隐极机器

Salient pole- 显极转子型，轴上有一个阻尼绕组；
Round- 隐极转子类型，轴上有两个阻尼绕组。

值	`Salient pole` \| `Round`
默认值	`Round`
程序使用名称	`rotor_type`
可计算	无

# Stator negative-end connections — 进入定子绕组末端
Neutral point | Three-phase port

Details

选择定子绕组端部的端口：

Neutral point- 中性点接入；
Three-phase port- 访问三相端。

值	`Neutral point` \| `Three-phase port`
默认值	`Neutral point`
程序使用名称	`stator_negative_end_connections`
可计算	无

阻抗

# Stator resistance Ra — 定子有功电阻

Details

定子有功电阻（相对单位）。

默认值	`0.003`
程序使用名称	`R_a`
可计算	是

# Stator leakage reactance Xl — 定子绕组电感耗散电阻

Details

定子绕组的电感耗散电阻（相对单位）。

默认值	`0.15`
程序使用名称	`X_l`
可计算	是

# d-axis synchronous reactance Xd — 沿 d 轴的同步电感阻抗

Details

轴上的同步电感阻抗，以相对单位表示。

默认值	`1.81`
程序使用名称	`X_d`
可计算	是

# q-axis synchronous reactance Xq — 沿 q 轴的同步电感阻抗

Details

轴上的同步电感阻抗，以相对单位表示。

默认值	`1.76`
程序使用名称	`X_q`
可计算	是

# d-axis transient reactance Xd' — D 轴的瞬态感应电阻

Details

轴上的瞬态电感阻抗（相对单位）。

默认值	`0.3`
程序使用名称	`X_p_d`
可计算	是

# q-axis transient reactance Xq' — q 轴的瞬态感应电阻

Details

沿轴的瞬态电感阻抗，单位为相对值。

依赖关系

要使用该参数，请将 Number of q-axis damper circuits 设置为 2.

默认值	`0.65`
程序使用名称	`X_p_q`
可计算	是

# d-axis subtransient reactance Xd" — 沿 d 轴的超瞬态感应电阻

Details

沿轴的超瞬态电感阻抗，以相对单位表示。

默认值	`0.23`
程序使用名称	`X_pp_d`
可计算	是

# q-axis subtransient reactance Xq" — 沿 q 轴的超瞬态感应电阻

Details

沿轴的超瞬态感应电阻（相对单位）。

默认值	`0.25`
程序使用名称	`X_pp_q`
可计算	是

时间常数

# Specify d-axis time constant — 在 d 轴上选择时间常数设置
Open circuit | Short circuit

Details

为轴选择时间常数参考值：

Open circuit- 定子绕组开路时的时间常数参考；
Short circuit- 定子绕组短路时。

值	`Open circuit` \| `Short circuit`
默认值	`Open circuit`
程序使用名称	`option_d`
可计算	无

# d-axis transient open-circuit Td0' — 定子绕组开路时 d 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组开路时轴上的暂态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify d-axis time constant 设置为 Open circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`8.0 s`
程序使用名称	`T_p_d0`
可计算	是

# d-axis transient open-circuit Td0" — 定子绕组开路时沿 d 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组开路时沿轴的超瞬态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify d-axis time constant 设置为 Open circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.03 s`
程序使用名称	`T_pp_d0`
可计算	是

# d-axis transient short-circuit Td' — 定子绕组短路时 d 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组短路时轴的暂态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify d-axis time constant 设置为 Short circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`1.326 s`
程序使用名称	`T_p_d`
可计算	是

# d-axis transient short-circuit Td" — 定子绕组短路时沿 d 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组短路时轴上的超瞬态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify d-axis time constant 设置为 Short circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.023 s`
程序使用名称	`T_pp_d`
可计算	是

# Specify q-axis time constant — 在 q 轴上选择时间常数设置
Open circuit | Short circuit

Details

在轴中选择时间常数设置：

Open circuit- 定子绕组开路时的时间常数参考；
Short circuit- 定子绕组短路时。

值	`Open circuit` \| `Short circuit`
默认值	`Open circuit`
程序使用名称	`option_q`
可计算	无

# q-axis transient open-circuit Tq0' — 定子绕组开路时 q 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组开路时轴上的暂态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify q-axis time constant 设置为 Open circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`1 s`
程序使用名称	`T_p_q0`
可计算	是

# q-axis subtransient open-circuit Tq0" — 定子绕组开路时 q 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组开路时轴上的超瞬态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify q-axis time constant 设置为 Open circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.07 s`
程序使用名称	`T_pp_q0`
可计算	是

# q-axis transient short-circuit Tq' — 定子绕组短路时 Q 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组短路时轴的暂态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify q-axis time constant 设置为 Short circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.3693 s`
程序使用名称	`T_p_q`
可计算	是

# q-axis subtransient short-circuit Tq" — 定子绕组短路时 q 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

定子绕组短路时轴的超瞬态时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specify q-axis time constant 设置为 Short circuit.

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.0269 s`
程序使用名称	`T_pp_q`
可计算	是

初始条件

# Terminal voltage magnitude — 发电机电压初始值
V | MV | kV | mV

Details

发电机电压的初始值。

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`24e3 V`
程序使用名称	`V_mag_start`
可计算	是

# Terminal voltage angle — 发电机电压角的初始值
deg | rad | rev | mrad

Details

发电机电压角的初始值。

计量单位	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
默认值	`0.0 deg`
程序使用名称	`V_ang_start`
可计算	是

# Active power generated — 有功功率初始值
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN | A*V

Details

发电有功功率的初始值。

计量单位	`W` \| `GW` \| `MW` \| `kW` \| `mW` \| `uW` \| `HP_DIN` \| `A*V`
默认值	`500e6 A*V`
程序使用名称	`P_t_start`
可计算	是

# Reactive power generated — 无功功率初始值
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN | A*V

Details

无功功率的初始值。

计量单位	`W` \| `GW` \| `MW` \| `kW` \| `mW` \| `uW` \| `HP_DIN` \| `A*V`
默认值	`0.0 A*V`
程序使用名称	`Q_t_start`
可计算	是

机械

# Inertia constant, H — 惯性常数
d | s | hr | ms | ns | us | min | W*s/(A*V)

Details

惯性常数

依赖关系

要使用该参数，请将 Mechanical input type 设置为 Signal input (power).

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min` \| `Ws/(AV)`
默认值	`0.2 Ws/(AV)`
程序使用名称	`H`
可计算	是

# Friction factor — 摩擦阻尼系数

Details

摩擦阻尼系数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Mechanical input type 设为。 Signal input (power).

默认值	`0.0`
程序使用名称	`friction_factor`
可计算	是

# Specify friction type — 摩擦扭矩核算类型
Zero | Rated

Details

选择如何在机器运动方程中计算摩擦力矩：

Zero- 相对于速度；
Rated- 相对于速度偏差。

依赖关系

要使用该参数，请将 Mechanical input type 设置为 Signal input (power).

值	`Zero` \| `Rated`
默认值	`Zero`
程序使用名称	`friction_type`
可计算	无

故障绕组

# Enable fault in phase A winding — A 相绕组损坏

Details

如果相绕组损坏，请选择此复选框。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`faulted_winding_A`
可计算	无

# Percentage of phase A points of fault from the neutral — A 相绕组故障点的位置

Details

相绕组故障点位置矢量占中性点的百分比。

输入端口 A 的数量等于该向量的元素数量。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Enable fault in phase A winding 复选框。

默认值	`[50.0]`
程序使用名称	`A_winding_fault_points`
可计算	是

# Enable fault in phase B winding — B 相绕组损坏

Details

如果相绕组损坏，请选择此复选框。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`faulted_winding_B`
可计算	无

# Percentage of phase B points of fault from the neutral — B 相绕组故障点的位置

Details

相绕组故障点位置矢量占中性点的百分比。

输入端口 B 的数量等于该向量的元素数量。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Enable fault in phase B winding 。

默认值	`[50.0]`
程序使用名称	`B_winding_fault_points`
可计算	是

# Enable fault in phase C winding — C 相绕组损坏

Details

如果相绕组损坏，请选择此复选框。

输入端口 C 的数量等于该向量的元素数量。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Enable fault in phase C winding 。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`faulted_winding_C`
可计算	无

# Percentage of phase C points of fault from the neutral — C 相绕组故障点的位置

Details

相绕组故障点位置矢量占中性点的百分比。

默认值	`[50.0]`
程序使用名称	`C_winding_fault_points`
可计算	是

# Enable fault in excitation winding — 磁场绕组损坏

Details

如果磁场绕组可能损坏，请选择此复选框。

输入端口 F 的数目等于该向量的元素数目。

依赖关系

要使用该参数，请为参数 Field excitation type 设置 "电气输入端口"。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`faulted_winding_F`
可计算	无

# Percentage of excitation winding points of fault from the terminal — 现场绕组故障点的位置

Details

电场绕组故障点位置矢量，单位为负极的百分比。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Field excitation type 设置为 "电气输入端口"，并勾选 Enable fault in excitation winding 复选框。

默认值	`[50.0]`
程序使用名称	`F_winding_fault_points`
可计算	是

饱和

# Specification of saturation curve — 选择饱和度曲线设置
Linear | Points | Factors

Details

选择饱和度曲线设置：

Linear- 线性函数；
Points- 点表；
Factors- 线性二次函数。

值	`Linear` \| `Points` \| `Factors`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`saturation_curve`
可计算	无

# Magnetizing current calculate by — 计算磁化电流的轴线，以考虑饱和情况
D-axis | DQ-axes

Details

用于计算饱和磁化电流的轴 ( 或 )。

值	`D-axis` \| `DQ-axes`
默认值	`DQ-axes`
程序使用名称	`magnetization_axes`
可计算	无

# Vector of coordinates of saturation curve points along excitation current (abscissa axis), pu — 饱和度曲线点在横轴上的坐标

Details

饱和曲线各点在横轴上的坐标矢量（以相对单位表示的激励电流）。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specification of saturation curve 设置为 Points.

默认值	`[0.0, 0.48, 0.76, 1.38, 1.79]`
程序使用名称	`ifd_data`
可计算	是

# Vector of coordinates of saturation curve points along the generator voltage at idle speed (ordinate axis), pu — 饱和度曲线点在纵轴上的坐标

Details

饱和曲线点在纵轴上的坐标矢量（怠速时额定转速下的发电机电压，以相对单位表示）。发电机额定转速下的怠速电压（以相对单位表示）。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specification of saturation curve 设置为 Points.

默认值	`[0.0, 0.80, 1.08, 1.31, 1.40]`
程序使用名称	`Vag_data`
可计算	是

# Coefficient that specifies the shift of the curve to the right relative to the unsaturated curve at ordinate 1.0 SE10. — 系数，指定曲线相对于非饱和曲线的右移量曲线在纵坐标 1.0 处

Details

系数，指定曲线相对于非饱和曲线在纵座标为 1.0 时的右移幅度。曲线在纵坐标为 1.0 时的右移系数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specification of saturation curve 设为 Factors.

默认值	`0.0609`
程序使用名称	`SE10`
可计算	是

# Coefficient that specifies the shift of the curve to the right relative to the unsaturated curve at ordinate 1.2 SE12. — 系数，指定曲线相对于非饱和曲线的右移量曲线在 1.2

Details

系数，指定曲线相对于非饱和曲线在序数 1.2 处的右移。曲线在纵坐标 1.2 处。

依赖关系

要使用该参数，请将 Specification of saturation curve 设为 Factors.

默认值	`0.1292`
程序使用名称	`SE12`
可计算	是

文学

A.B.Dehkordi, P. Neti, A.M Gole, and T.L. Maguire, "Development and Validation of a Comprehensive Synchronous Machine Model for a Real-Time Environment," IEEE Trans.Maguire, "Development and Validation of a Comprehensive Synchronous Machine Model for a Real-Time Environment," IEEE Trans.能源转换》，第 25 卷，第 1 期，2010 年 3 月。25, No.