【汇总】你应该了解的电力系统新技术

04.调相机技术

同步调相机的结构基本上与同步电动机相同，不带机械负载也不带原动机，在需要时向系统快速提供或吸收无功功率。

在我国电网发展过程中，如省间联网初期，由于电压等级低、输电距离远(多采用220kV线路远距离输电)，系统功角和电压稳定问题突出，通过在受端电网配置调相机来提高系统稳定性。

上世纪八十年代以来，500kV电网发展加快，受端电网装机容量快速增加，替代了调相机作用，系统稳定性显著提高。随着调相机设备老化，逐渐退出了电网运行。

国外从上世纪五十年代开始有多个国家应用调相机提高系统的稳定性。如瑞典、阿根廷、加拿大、埃及、巴西等国家在大规模水电基地远距离外送的受端变电站加装调相机。法国、日本电网早期使用调相机较多，随着电网网架加强和电源增加，法国调相机没有新的增加。日本东京地区在1987年7月23日发生静态电压崩溃事故后，增加了抽水蓄能、调相机和SVC等动态无功补偿装置。

随着我国特高压直流的快速发展、清洁能源的大规模开发、大比例受电地区的集中出现，电网特性发生较大变化，部分地区动态无功储备下降、电压支撑不足的问题愈发突出，电压稳定问题成为大电网安全稳定的主要问题之一。客观要求直流大规模有功输送，必须匹配大规模动态无功，即“大直流输电、强无功支撑”。为提高电网动态无功补偿能力，增加地区电网动态无功储备水平，有效解决电压支撑不足的问题，需要在电网中加装调相机等动态无功设备，提高电网动态无功补偿能力。

目前国内的电机设备制造厂商正在积极研制新型调相机，具备大容量(额定容量最大300Mvar)、少维护的特点，同时其瞬时无功输出能力、暂态无功响应速度及过载能力相比传统调相机大大提高，是提升电网运行安全性、满足系统稳定要求的新一代设备。

调相机系统组成:

调相机本体、励磁系统、升压变、起动系统、冷却系统、油系统、控制保护系统

调相机技术特点：

技术优点

1.具备过载能力且无功输出受系统电压影响小。在强励作用下可短时间内发出超过2倍额定容量的无功，并且对于持续时间较长的故障可提供较强的无功支撑。

2.具备次暂态特性。能够在故障发生瞬间发出/吸收大量瞬时无功，支撑电网电压，抑制直流换相失败/工频过电压等。

3.具备深度进相能力。调相机最大进相能力约为额定容量的2/3。

4.运行稳定性好。调相机基于传统的同步电机技术，设备和控制技术成熟，抗干扰能力强，运行经验丰富。

5.使用寿命长，占地面积小。调相机使用寿命约30年，占地面积约为同容量SVC的1/3。

技术缺点

1.增加短路电流。故障时调相机将向系统输出短路电流，不适用于短路电流问题突出的电网。

2.旋转设备运维相对复杂，功率损耗不高于1.5%。

3.调相机调节速度要慢于SVC、STATCOM，调相机从正常无功出力至输出最大强励无功功率的时间约1.2s。

目前国家电网公司规划在多个已投运/在建的特高压直流工程送受端换流站或近区电网，以及北京、西藏地区电网共加装约多台调相机，以满足系统动态无功需求。以华东电网为例，在长三角地区加装12台调相机，可有效地减少多回直流同时换相失败的机率。