锦界电厂是陕-蒙能源基地的大型坑口电厂，规划容量为6×600MW，通过双回500kV输电线路向外送往河北南网，为满足三相永久故障时锦界电厂一、二期和府谷电厂机组的暂态稳定性，在锦界电厂二期工程不新增输电线路的情况下，锦界—忻州和忻州—石北线路上均加装了35%的固定串联补偿，系统接线如图6-10所示。经作者大量仿真计算分析和国内外专家讨论认为，采用上述串联补偿方式会给锦界电厂带来严重的次同步谐振问题，必须采取有效措施加以抑制。
图6-10 锦界、府谷电厂接入系统方案
锦界电厂的4台发电机组为同一型号的机组，为了采用复转矩系数法进行系统的频率扫描分析，将其聚合等效为一台机组，发电机采用单刚体模型，府谷电厂的两台发电机组用固定频率电源等效，为保证系统等效前后的功率平衡，锦界电厂等效发电机的出力与等效前相同。锦界电厂发电机的次同步振荡电气阻尼特性曲线如图6-11所示。折算到发电机转子侧的系统次同步电气阻尼特性在30Hz频率点为最小，如果发电机轴系的自然扭振频率与该频率点接近时，极有可能在负阻尼的情况下发生系统的次同步谐振。因此，在扫描分析给出系统的次同步电气阻尼特性曲线后，需要通过时域仿真方法进一步分析系统的次同步谐振特性，并设计相应的抑制装置。
图6-11 锦界电厂送出系统次同步电气阻尼特性曲线
锦界电厂的4台发电机组为同型号的亚临界空冷式汽轮发电机组，轴系按照其结构分为高压缸HP、低压缸LPA、低压缸LPB和发电机GEN四个轴段，集中质量块的轴系参数如表6-4所示。(www.xing528.com)
表6-4 锦界电厂发电机组轴系参数
根据表6-4的锦界电厂汽轮发电机组轴系模型参数，计算得到该机组的自然扭振频率分别为13.0198Hz、22.7693Hz、28.1597Hz。通过特征值分析法可以得到各个模态的振型如图6-12所示。
图6-12 轴系扭振模态振型
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