变换器短路故障时整流发电机的暂态电流计算

侯畅武，张晓锋，黄 靖，吴本祥

(海军工程大学 电气工程学院， 湖北 武汉 430033)

在舰船直流区域配电系统中，由于直流区域配电网的低惯性和弱阻尼特性，发生直流短路故障时会迅速传导，如果不对直流故障电流加以限制，会对直流区域配电网中的设备造成严重损害，甚至导致配电系统崩溃。因此，短路电流计算可以为舰船直流区域配电系统的主动限流控制、故障诊断和保护方法提供关键性的理论依据。在舰船直流区域配电系统中，直流变换器作为连接整流发电机和逆变器或负载的核心设备，当整流发电机后端的直流变换器发生短路故障时，整流发电机的暂态电流会通过直流变换器内部的变压器馈入短路点，尤其常见于模块化多电平换流器为主的直流变换器短路故障[1-2]，短路电流必须考虑整流发电机进行计算。此时整流发电机带直流变换器运行可以等效为整流发电机突加RLC负载，容性负载的加入会导致数学模型的阶数升高，整流发电机突加RLC负载的暂态过程与突加RL负载的暂态过程有明显差异，因此本文将对整流发电机突加RLC负载的暂态过程进行分析。

文献[3]通过将直流侧负载折算到交流侧，分析了整流发电机突加阻性负载时对于直流侧电压的影响。文献[4]研究了整流发电机的时域数学模型和瞬时电磁特性，构建了整流器、同步发电机和负载模型统一的时域数学模型，但是都没有详细分析有容性负载时暂态特性。……