調相機技術

同步調相機的結構基本上與同步電動機相同，不帶機械負載也不帶原動機，在需要時向系統快速提供或吸收無功功率。

在我國電網發展過程中，如省間聯網初期，由于電壓等級低、輸電距離遠(多采用220kV線路遠距離輸電)，系統功角和電壓穩定問題突出，通過在受端電網配置調相機來提高系統穩定性。

上世紀八十年代以來，500kV電網發展加快，受端電網裝機容量快速增加，替代了調相機作用，系統穩定性顯著提高。隨著調相機設備老化，逐漸退出了電網運行。

國外從上世紀五十年代開始有多個國家應用調相機提高系統的穩定性。如瑞典、阿根廷、加拿大、埃及、巴西等國家在大規模水電基地遠距離外送的受端變電站加裝調相機。法國、日本電網早期使用調相機較多，隨著電網網架加強和電源增加，法國調相機沒有新的增加。日本東京地區在1987年7月23日發生靜態電壓崩潰事故后，增加了抽水蓄能、調相機和SVC等動態無功補償裝置。

隨著我國特高壓直流的快速發展、清潔能源的大規模開發、大比例受電地區的集中出現，電網特性發生較大變化，部分地區動態無功儲備下降、電壓支撐不足的問題愈發突出，電壓穩定問題成為大電網安全穩定的主要問題之一?？陀^要求直流大規模有功輸送，必須匹配大規模動態無功，即“大直流輸電、強無功支撐”。為提高電網動態無功補償能力，增加地區電網動態無功儲備水平，有效解決電壓支撐不足的問題，需要在電網中加裝調相機等動態無功設備，提高電網動態無功補償能力。

目前國內的電機設備制造廠商正在積極研制新型調相機，具備大容量(額定容量最大300Mvar)、少維護的特點，同時其瞬時無功輸出能力、暫態無功響應速度及過載能力相比傳統調相機大大提高，是提升電網運行安全性、滿足系統穩定要求的新一代設備。

調相機系統組成:

調相機本體、勵磁系統、升壓變、起動系統、冷卻系統、油系統、控制保護系統

調相機技術特點：

技術優點

1.具備過載能力且無功輸出受系統電壓影響小。在強勵作用下可短時間內發出超過2倍額定容量的無功，并且對于持續時間較長的故障可提供較強的無功支撐。

2.具備次暫態特性。能夠在故障發生瞬間發出/吸收大量瞬時無功，支撐電網電壓，抑制直流換相失敗/工頻過電壓等。

3.具備深度進相能力。調相機最大進相能力約為額定容量的2/3。

4.運行穩定性好。調相機基于傳統的同步電機技術，設備和控制技術成熟，抗干擾能力強，運行經驗豐富。

5.使用壽命長，占地面積小。調相機使用壽命約30年，占地面積約為同容量SVC的1/3。

技術缺點

1.增加短路電流。故障時調相機將向系統輸出短路電流，不適用于短路電流問題突出的電網。

2.旋轉設備運維相對復雜，功率損耗不高于1.5%。

3.調相機調節速度要慢于SVC、STATCOM，調相機從正常無功出力至輸出最大強勵無功功率的時間約1.2s。

目前國家電網公司規劃在多個已投運/在建的特高壓直流工程送受端換流站或近區電網，以及北京、西藏地區電網共加裝約多臺調相機，以滿足系統動態無功需求。以華東電網為例，在長三角地區加裝12臺調相機，可有效地減少多回直流同時換相失敗的機率。

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