同步发电机是电力系统中的重要设备，短路和失磁等故障产生的强大冲击可能会危害机组安全，减少其运行寿命，因此研究同步发电机在短路、失磁等大扰动下的机电特征及系统故障对运行稳定性的影响等问题具有重要的意义。本文主要工作如下：
　　(1)基于同步发电机单机并网等值系统，搭建了一台300MW汽轮发电机的机-场-路-网耦合时步有限元仿真模型。发电机采用二维瞬态时步有限元模型，充分考虑了涡流损耗、集肤效应、铁芯材料的非线性等因素的影响。发电机机械输入端的转子轴系模型考虑了各轴段传递的扭矩、每个质量块转速的不同变化等因素。在模型中对传统阻尼结构进行了改进，将转子槽楔划分为多层结构，同时考虑了与转子槽楔毗邻的转子小齿及转子大齿发挥的阻尼作用。利用定、转子交流阻抗原理对改进阻尼模型的阻尼参数的合理性进行了校验，通过机端三相短路故障分析了各阻尼绕组中的电流，验证了该校验方法的准确性。在额定工况下验证了该有限元模型的准确性。
　　(2)对300MW汽轮发电机机端突然三相短路故障及切除进行了仿真，分析了两种阻尼模型下机组滑极运行时发电机机电系统的主要物理量，计算了故障极限切除时间，评估了大扰动造成的轴系疲劳寿命损耗，计算了机组的滑极次数。结果验证了阻尼模型对大扰动过程中发电机机电特征计算准确性的影响。
　　(3)基于新的有限元模型对300MW汽轮发电机带额定负载时发生励磁故障进行了仿真，通过与真机试验结果对比验证了模型计算效果。