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電網中的同步發電機併網時,由於自身阻尼繞組會提供正阻尼、抑制振盪,但在遠距離輸電且連線的電網較弱時存在產生負阻尼的可能,為什麼。此外這裡的“聯絡薄弱的電力系統”是指什麼樣的電力系統?
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  • 1 # 華暘出谷

    我們用手掌去拍打水面,水面會形成向外擴充套件的漣漪。假如這個拍打動作不停止,漣漪就不會消失;但若手掌不再拍打而是摁在水面上,這個漣漪現象很快就會消失了。

    如果把水面比喻為電網,手掌拍打水面從而使漣漪產生的力就是負阻尼,是一種推波助瀾效應;手掌摁住水面不動時使漣漪靜止所產生的力就是阻尼,是一種對振盪起著抑止作用的效應;漣漪就是電網因出現負阻尼而產生的振盪現象。

    一個正常穩定執行的電網,是不會出現負阻尼現象的。當電網遇上負荷突變或其他電氣故障而出現擾動時,電網本身的“自靜”能力會讓擾動逐步穩定下來:如果阻尼大,穩定的時間就短;如果阻尼小,穩定的時間就長,如果阻尼為零甚至出現負阻尼,這個擾動所引起的電網振盪就不會停止甚至會向更嚴重的形勢發展。

    什麼叫“聯絡薄弱的電力系統”?

    本人見過這麼一個區域網,220千伏雙迴路供電,按單相永久接地故障計算,兩線暫態功率極限為350MW,而實際輸送功率長期超越這個限定。其實,就算輸送功率不超標,這樣的區域網也算得上是典型的“薄弱電網”了。

    遠距離、聯絡薄弱的電力系統之所以容易產生負阻尼效應,在很大程度上是源自於發電機的功率的調整。

    遠距離、聯絡薄弱的區域性電網的電能質量大多乏善可陳。當電壓偏低時,發電機為保持機端電壓的恆定,會依據端電壓的偏差來自動增加勵磁電流進行調節。但若此時電網的有功負荷出現變化,發電機的功角(勵磁電勢和端電壓之間的相角差)隨之就出現了變化:發電機自動調節器的動作訊號快,而發電機的機械響應時間慢。二者匹配不當時,發電機自動電壓調節器便產生了負阻尼。

    電網負阻尼產生的直接後果就是低頻振盪,若低頻振盪的情況無法遏制而導致局面進一步擴大,電網將陷入解列崩潰的滅頂之災。

    為什麼遠距離聯絡薄弱的電力系統會產生負阻尼效應?這個問題的答案不是絕對的:“遠距離聯絡薄弱”這個條件不過是給“產生”提供了“可能”的空間而已。

    聯網結構強大的區域性網也有可能出現這個現象的。

    本人有過這樣的經歷:一個區域性網有多條500千伏的輸電線路連線,是一個超強連線的區域性網。但令人費解的是低頻震盪的現象屢屢發生。振盪使500千伏變壓器發出震鳴,嚴重威脅電網的安全執行。為了找到振盪的根本原因並予以消除,有關人員與部門耗費了不少人力物力。

    所以說,杜絕電網低頻振盪的發生是電力系統永恆的話題。

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