相域同步机

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 相域同步机 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。将其连接到程序块同步电机测量，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 定子负端连接 设置为 中性点.

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 A 相绕组出现故障 。输入端口 A 的数量取决于 A 相故障点距中性点的百分比 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 启用 B 相绕组故障 。输入端口 B 的数量取决于 B 相故障点距中性点的百分比 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 故障点 C 相距中性点的百分比 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 现场励磁类型 设置为 "电气输入端口"，并勾选 励磁绕组故障 复选框。输入端口 F 的数量取决于参数 励磁绕组故障点距终端的百分比 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 定子负端连接 设置为 三相端口.

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 机械输入类型 设为 机械输入端口.

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 机械输入类型 设置为 机械输入端口.

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 现场励磁类型 设置为 电气输入端口.

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 现场励磁类型 设置为。 电气输入端口.

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 现场励磁类型 设置为 信号控制端口.

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 机械输入类型 设置为以下值 信号输入（速度）

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 机械输入类型 设置为 信号输入（功率）

数据类型	Float64
复数支持	无

参数

主要

# 额定视在功率 — 额定机器功率
W | GW | MW | 千瓦 | 毫瓦 | 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

# 额定电压 — 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

# 额定频率 — 标称频率
赫兹 | 千兆赫 | 兆赫 | 千赫

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

# 现场励磁类型 — 激励控制
信号控制端口 | 电气输入端口

Details

励磁控制选择：

信号控制端口- 方向信号，O.U；
电气输入端口- 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

# 通过以下方式指定空载时产生额定端电压所需的场回路输入 — 激励电路参考变量
现场电路电压 | 场回路电流

Details

选择决定机器额定空载电压的场回路参考变量：

现场电路电压- 场回路电流；
场回路电流- 场回路电压。

依赖关系

要使用该参数，请将 现场励磁类型 设置为。 电气输入端口.

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

# 场回路电压 — 激励电压
V | 中压 | 千伏 | 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 现场励磁类型 设置为电气输入端口`并将通过以下方式指定空载时产生额定端电压所需的场回路输入设置为 `现场电路电压.

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

# 场回路电流 — 场电流
A | MA | 千欧 | 毫安 | 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 现场励磁类型 设置为电气输入端口`并将通过以下方式指定空载时产生额定端电压所需的场回路输入设置为 `场回路电流.

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

# 机械输入类型 — 机器的机械运动控制类型
信号输入（速度） | 信号输入（功率） | 机械输入端口

Details

选择机器的机械运动控制器：

信号输入（速度）- 设定速度的方向信号，O.C；
信号输入（功率）- 设定功率的方向信号，O.U；
机械输入端口- 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

# 转子类型 — 转子类型
磁极 | 圆形

Details

显极或隐极机器

磁极- 显极转子型，轴上有一个阻尼绕组；
圆形- 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

# 定子负端连接 — 进入定子绕组末端
中性点 | 三相端口

Details

选择定子绕组端部的端口：

中性点- 中性点接入；
三相端口- 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

# 定子电阻 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

# 定子漏抗 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 轴同步电抗 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 轴同步电抗 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 轴瞬态电抗 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 轴瞬态电抗 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 q 轴阻尼器回路数 设置为 2.

默认值	`0.65`
程序使用名称	`X_p_q`
可计算	是

# d 轴次瞬态电抗 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 轴次瞬态电抗 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

# 指定 d 轴时间常数 — 在 d 轴上选择时间常数设置
开路 | 短路

Details

为轴选择时间常数参考值：

开路- 定子绕组开路时的时间常数参考；
短路- 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 轴瞬态开路 Td0' — 定子绕组开路时 d 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | 毫秒 | ns | 我们 | 分钟

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 指定 d 轴时间常数 设置为 开路.

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 轴瞬态开路 Td0" — 定子绕组开路时沿 d 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | 我们 | 分钟

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 指定 d 轴时间常数 设置为 开路.

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 轴瞬态短路 Td' — 定子绕组短路时 d 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | 毫秒 | ns | 我们 | 最小值

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 指定 d 轴时间常数 设置为 短路.

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 轴瞬态短路 Td" — 定子绕组短路时沿 d 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | 毫秒 | ns | 我们 | 分钟

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 指定 d 轴时间常数 设置为 短路.

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

# 指定 q 轴时间常数 — 在 q 轴上选择时间常数设置
开路 | 短路

Details

在轴中选择时间常数设置：

开路- 定子绕组开路时的时间常数参考；
短路- 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 轴瞬态开路 Tq0' — 定子绕组开路时 q 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | 毫秒 | ns | 我们 | 分钟

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 指定 q 轴时间常数 设置为 开路.

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 轴次瞬态开路 Tq0" — 定子绕组开路时 q 轴的超瞬态时间常数
d | s | 小时 | 毫欧 | ns | us | 分钟

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 指定 q 轴时间常数 设置为 开路.

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 轴瞬态短路 Tq' — 定子绕组短路时 Q 轴的瞬态时间常数
d | s | hr | 毫秒 | ns | 我们 | 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 指定 q 轴时间常数 设置为 短路.

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 轴次瞬态短路 Tq" — 定子绕组短路时 q 轴的超瞬态时间常数
d | s | hr | ms | ns | 我们 | 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 指定 q 轴时间常数 设置为 短路.

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

# 端电压大小 — 发电机电压初始值
V | MV | 千伏 | 毫伏

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

# 终端电压角 — 发电机电压角的初始值
度 | 辐射 | 转速 | 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

# 产生的有功功率 — 有功功率初始值
W | GW | 兆瓦 | 千瓦 | 毫瓦 | 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

# 产生的无功功率 — 无功功率初始值
W | GW | 兆瓦 | 千瓦 | 毫瓦 | 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

# 惯性常数，H — 惯性常数
d | s | 小时 | 毫秒 | ns | us | min | W*s/(A*V)

Details

惯性常数

依赖关系

要使用该参数，请将 机械输入类型 设置为 信号输入（功率）.

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

# 摩擦系数 — 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 机械输入类型 设为。 信号输入（功率）.

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

# 指定摩擦类型 — 摩擦扭矩核算类型
零 | 额定值

Details

选择如何在机器运动方程中计算摩擦力矩：

零- 相对于速度；
额定值- 相对于速度偏差。

依赖关系

要使用该参数，请将 机械输入类型 设置为 信号输入（功率）.

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

故障绕组

# A 相绕组出现故障 — 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

# A 相故障点距中性点的百分比 — 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 A 相绕组出现故障 复选框。

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

# 启用 B 相绕组故障 — 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

# B 相故障点距中性点的百分比 — 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 启用 B 相绕组故障 。

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

# 启用 C 相绕组故障 — 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 启用 C 相绕组故障 。

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

# 故障点 C 相距中性点的百分比 — 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

# 励磁绕组故障 — 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 现场励磁类型 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

# 励磁绕组故障点距终端的百分比 — 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 现场励磁类型 设置为 "电气输入端口"，并勾选 励磁绕组故障 复选框。

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

饱和

# 饱和曲线规格 — 选择饱和度曲线设置
线性 | 点 | 系数

Details

选择饱和度曲线设置：

线性- 线性函数；
点- 点表；
系数- 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

# 磁化电流计算公式为 — 计算磁化电流的轴线，以考虑饱和情况
D 轴 | DQ 轴

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

# 饱和曲线点沿激磁电流（离散轴）的坐标矢量，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 饱和曲线规格 设置为 点.

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

# 怠速时发电机电压沿饱和曲线点的坐标向量（纵轴），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 饱和曲线规格 设置为 点.

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

# 系数，表示相对于纵轴 1.0 SE10 处的非饱和曲线，曲线向右移动的幅度。 — 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 饱和曲线规格 设为 系数.

默认值	`0.0609`
程序使用名称	`SE10`
可计算	是

# 该系数表示曲线相对于序数 1.2 SE12 处的非饱和曲线向右移动的程度。 — 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 饱和曲线规格 设为 系数.

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.