調(diào)相機(jī)技術(shù)

同步調(diào)相機(jī)的結(jié)構(gòu)基本上與同步電動(dòng)機(jī)相同，不帶機(jī)械負(fù)載也不帶原動(dòng)機(jī)，在需要時(shí)向系統(tǒng)快速提供或吸收無(wú)功功率。

在我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，如省間聯(lián)網(wǎng)初期，由于電壓等級(jí)低、輸電距離遠(yuǎn)(多采用220kV線路遠(yuǎn)距離輸電)，系統(tǒng)功角和電壓穩(wěn)定問(wèn)題突出，通過(guò)在受端電網(wǎng)配置調(diào)相機(jī)來(lái)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

上世紀(jì)八十年代以來(lái)，500kV電網(wǎng)發(fā)展加快，受端電網(wǎng)裝機(jī)容量快速增加，替代了調(diào)相機(jī)作用，系統(tǒng)穩(wěn)定性顯著提高。隨著調(diào)相機(jī)設(shè)備老化，逐漸退出了電網(wǎng)運(yùn)行。

國(guó)外從上世紀(jì)五十年代開(kāi)始有多個(gè)國(guó)家應(yīng)用調(diào)相機(jī)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如瑞典、阿根廷、加拿大、埃及、巴西等國(guó)家在大規(guī)模水電基地遠(yuǎn)距離外送的受端變電站加裝調(diào)相機(jī)。法國(guó)、日本電網(wǎng)早期使用調(diào)相機(jī)較多，隨著電網(wǎng)網(wǎng)架加強(qiáng)和電源增加，法國(guó)調(diào)相機(jī)沒(méi)有新的增加。日本東京地區(qū)在1987年7月23日發(fā)生靜態(tài)電壓崩潰事故后，增加了抽水蓄能、調(diào)相機(jī)和SVC等動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。

隨著我國(guó)特高壓直流的快速發(fā)展、清潔能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)、大比例受電地區(qū)的集中出現(xiàn)，電網(wǎng)特性發(fā)生較大變化，部分地區(qū)動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備下降、電壓支撐不足的問(wèn)題愈發(fā)突出，電壓穩(wěn)定問(wèn)題成為大電網(wǎng)安全穩(wěn)定的主要問(wèn)題之一。客觀要求直流大規(guī)模有功輸送，必須匹配大規(guī)模動(dòng)態(tài)無(wú)功，即“大直流輸電、強(qiáng)無(wú)功支撐”。為提高電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償能力，增加地區(qū)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備水平，有效解決電壓支撐不足的問(wèn)題，需要在電網(wǎng)中加裝調(diào)相機(jī)等動(dòng)態(tài)無(wú)功設(shè)備，提高電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償能力。

目前國(guó)內(nèi)的電機(jī)設(shè)備制造廠商正在積極研制新型調(diào)相機(jī)，具備大容量(額定容量最大300Mvar)、少維護(hù)的特點(diǎn)，同時(shí)其瞬時(shí)無(wú)功輸出能力、暫態(tài)無(wú)功響應(yīng)速度及過(guò)載能力相比傳統(tǒng)調(diào)相機(jī)大大提高，是提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性、滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求的新一代設(shè)備。

調(diào)相機(jī)系統(tǒng)組成:

調(diào)相機(jī)本體、勵(lì)磁系統(tǒng)、升壓變、起動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、油系統(tǒng)、控制保護(hù)系統(tǒng)

調(diào)相機(jī)技術(shù)特點(diǎn)：

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1.具備過(guò)載能力且無(wú)功輸出受系統(tǒng)電壓影響小。在強(qiáng)勵(lì)作用下可短時(shí)間內(nèi)發(fā)出超過(guò)2倍額定容量的無(wú)功，并且對(duì)于持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的故障可提供較強(qiáng)的無(wú)功支撐。

2.具備次暫態(tài)特性。能夠在故障發(fā)生瞬間發(fā)出/吸收大量瞬時(shí)無(wú)功，支撐電網(wǎng)電壓，抑制直流換相失敗/工頻過(guò)電壓等。

3.具備深度進(jìn)相能力。調(diào)相機(jī)最大進(jìn)相能力約為額定容量的2/3。

4.運(yùn)行穩(wěn)定性好。調(diào)相機(jī)基于傳統(tǒng)的同步電機(jī)技術(shù)，設(shè)備和控制技術(shù)成熟，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富。

5.使用壽命長(zhǎng)，占地面積小。調(diào)相機(jī)使用壽命約30年，占地面積約為同容量SVC的1/3。

技術(shù)缺點(diǎn)

1.增加短路電流。故障時(shí)調(diào)相機(jī)將向系統(tǒng)輸出短路電流，不適用于短路電流問(wèn)題突出的電網(wǎng)。

2.旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)維相對(duì)復(fù)雜，功率損耗不高于1.5%。

3.調(diào)相機(jī)調(diào)節(jié)速度要慢于SVC、STATCOM，調(diào)相機(jī)從正常無(wú)功出力至輸出最大強(qiáng)勵(lì)無(wú)功功率的時(shí)間約1.2s。

目前國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃在多個(gè)已投運(yùn)/在建的特高壓直流工程送受端換流站或近區(qū)電網(wǎng)，以及北京、西藏地區(qū)電網(wǎng)共加裝約多臺(tái)調(diào)相機(jī)，以滿足系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功需求。以華東電網(wǎng)為例，在長(zhǎng)三角地區(qū)加裝12臺(tái)調(diào)相機(jī)，可有效地減少多回直流同時(shí)換相失敗的機(jī)率。

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