柴油發電機組突然三相短路是一種常見的故障，也是柴油發電機組電力系統保護所必須考慮的問題。突然三相短路是一個電瞬態過程。這個過程雖然短暫，但在此過程中會產生巨大的沖擊電流，大的短路電流是破壞發電機及其電力系統重要的因素，它威脅著系統的安全運行。研究柴油發電機組的瞬態短路，可以為柴油發電機組的合理可靠的設計及安全運行提供理論依據，短路電流大小的確定不僅對于系統保護裝置的整定設計具有重要的意義，而且對與其相聯的其他電機、電器及繼電保護設備的選擇和使用也有著重要的意義。發電機組突然三相短路動態過程因其時間短，沖擊電流大，往往給動態參數的實驗測量帶來較大的困難，而利用近年來發展起來的仿真技術來研究這一過程，會使工作得到大大的簡化。電力系統的動態仿真研究將不能在實驗室中進行的電力系統運行模擬得以實現。

  可用于電源系統仿真計算的軟件很多，相比較而言，是一個用于電源系統仿真較為理想的軟件.。提供的動態系統仿真工具Simulink可用來對動態系統進行建模、仿真和分析，支持連續時間、離散時間及兩者混合的線性、非線性系統，也支持多變量、多速率系統 兒引。電力系統工具箱使電力系統模型可以在Simulink環境下直接搭建，也可以根據所研究對象的物理模型建立其數學模型，并進行封裝和自定義為用戶自己的模塊庫，利用PSB工具箱設計電力系統，在Simulink環境下，不僅可以仿真系統的動態過程，還可以對系統進行穩態潮流分析 ，充分顯現了其強大的仿真平臺以及作圖環境的優越性。本文將利用仿真系統模擬分析柴油發電機組突然三相短路動態過程中各種電力參數的變化規律，為發電機組的安全使用提供可靠的技術數據。

仿真模型

  柴油發電機組在帶負載情況下突然三相短路，可利用SimPowerSystems模塊對其短路過程中的各種電流波形和電壓波形建立模擬仿真模型。在SimPowerSystems環境下建立的柴油發電機組系統模型，如圖l所示，該模型包括柴油發動機模塊、同步發電機模塊、發電機測量控制系統模塊、勵磁系統模塊、三相并聯負載元件和三相短路故障模塊。

  柴油發電機組由標幺值單位制標準同步發電機模塊和柴油機轉速電壓控制子系統構成。柴油發動機調速系統中的Pmec為發動機輸出功率。柴油發動機內的狀態變量不止一個，但在實際設計中采用高階模型則較困難。實踐表明 ，采用一階近似模型，不僅簡化了設計工作，并且能達到滿意的效果。仿真用同步發電機是一臺額定值為50kVA，380V，50Hz，1 500r／min的凸極式三相同步發電機?？刂葡到y包括柴油機控制器模塊、勵磁系統模塊和電機

測量分解模塊?？刂葡到y的輸入信號為角速度整定值、定子電壓的均方根整定值和從發電機端輸出的復合信號；復合輸出信號為定子電壓的均方根和角速度；發電機端輸出的復合信號經發動機調速機構和勵磁調壓機構到達同步發電機的輸入端構成一個閉環控制回路。使用三相并聯負載元件模擬電路負載，負載要求380V、50Hz三相交流電，消耗功率40kW。利用三相短路故障發生器元件實現同步電機的三相短路。

仿真結果

1 初始狀態與仿真算法

  為了避免仿真過程中系統出現長期不穩定狀態，必須正確設定系統的初始參數。仿真中，同步發電機的輸入功率Pm，勵磁電壓w 及初始狀態的設定可根據負載需要由Powergui模塊來給出。Powergui模塊是電力系統仿真工具箱中功能很強大的一個模塊，可進行電機的初始狀態設定，穩態運行計算，電感、頻率測量，傅立葉分析等仿真。Powergui模塊可根據要求的同步發電機輸出交流線電壓值Vab和有功功率值計算出同步發電機的輸入功率Pm，勵磁電壓Vf及初始狀態值等參數。計算出穩態值后，再將穩態時的機械功率、勵磁電壓、機端電壓及定子電流作為系統的初始值提供給系統，即完成穩態初始值設置。發電機和負載的參數均由試驗測量確定。

  仿真算法選擇的合理與否將影響到仿真結果和仿真速度。仿真系統給用戶提供了定步長和變步長兩大仿真算法。定步長求解器使用固定的步長對系統進行求解；變步長求解器則根據用戶指定的積分誤差能夠自動調整仿真步長。由于本文研究的過程是一動態過程，因而，選用變步長仿真算法。

2 三相突然短路的動態變化

  短路現象往往是一暫態過程，為清楚顯現這一過程，仿真中特意將短路故障的保持時間設置的稍長一些。整個仿真過程歷經10s時間，由穩態運行開始，2s后三相短路故障發生，4s時短路故障切除。為了便于分析比較，各種參數均采用標幺值單位制。

結論

  研究表明，利用電力系統工具箱能夠方便的建立柴油發電機組電力系統仿真模型，并能快速仿真和清楚顯現柴油發電機組突然三相短路故障的動態過程及各種參數的變化情況，仿真結果合理，可以作為柴油發電機組的設計及安全運行的理論依據。本文算例是移動電源站一常見的重要的故障現象，該算例的成功仿真表明電力系統工具箱可以作為普通內燃發電機組常見故障判斷分析的得力工具，利用該工具可以為各種機組建立故障庫，以利于機組的維護使用。