概述
電力系統次同步諧振(SubSynchrousResonanceSSR)物理概念比較複雜。當高壓遠距離輸電採用串聯電容補償時,電容量C與線路的電感量L組成一個固有諧振頻率F=1/[2π*根號下(LC)]
此頻率一般低於50Hz。發電機定子也出現頻率為的三相自激電流,在氣隙中產生頻率為的旋轉磁場。此旋轉磁場的轉速,低於主磁場的同步轉速。氣隙中兩個磁場同時存在對軸系產生一個交變扭矩,其頻率為
ft=f-fs
式中ft——交變扭矩的頻率;
f——電網頻率;
fs——串聯電容補償固有頻率。
如果軸系的自然扭振頻率fv正好等於交變扭矩頻率ft,即fv=ft=f-fs或fv+fs=f
此時,發電機組軸系的自然扭振頻率fv與串聯補償產生的電磁諧振頻率fs相加恰好等於電網頻率f0,相互“激勵”,形成“機一電諧振”。因為fs低於電網頻率,所以叫“電力系統次同步諧振”。
產生原因
外部電氣網路所能提供的電氣阻尼,是判斷與之相聯的機組軸系SSR潛在危險性的一個有力工具。採用固定串補的線路將在一定頻率範圍內產生負阻尼,一旦此負阻尼的幅值超過了發電機組的機械正阻尼,則軸系極有可能因為遭受擾動而引發次同步諧振。
補償度是影響系統電氣阻尼的決定性因素。另外,網路結構及運行方式的變化也會影響到電氣阻尼的性質和大小。串補線路電氣阻尼的特性在很多文獻中也已得到了詳盡的描述,本文不再重複。固定串補電容引發次同步諧振是其固有的特性,且是自身無法克服的。而TCSC作為一種可控的串聯補償元件,可緩解系統次同步諧振的壓力。VR觸發控制下TCSC所表現出的電氣阻尼特性參見圖3。即使如此,僅僅依靠TCSC的作用依然無法從根本上消除SSR的危險。