调相机的作用_调相机运行特性

调相机简介

调相机是空载运行的同步电动机，通过改变其励磁电流的大小，可以控制它是从系统中吸收无功功率还是输出无功功率。在系统电压偏低时，它过励磁运行，成为无功电源，可向系统提供无功功率，将系统电压调高；在系统电压偏高时，它欠励磁运行，成为无功负荷，从系统吸收无功功率，将系统电压调低。调相机过励磁和欠励磁时的容量是不同的，其铭牌容量是指在过励磁状态时发出无功功率的最大值。

调相机欠励磁运行时，由于端部漏磁增大，造成定子铁芯端部过热，同时受系统运行稳定性的限制，因此励磁电流不能太小，其吸收系统无功功率的最大容量不能很大，一般设计为输出无功功率最大容量的0.5～0.65倍。调相机是传统的动态无功补偿装置，由于其磁场绕组的时间常数较大，它的控制响应相对较慢。当无功功率的变化周期较长时（如1s以上），可以采用调相机来进行动态无功补偿。当无功功率的变化周期较短时，调相机已不能满足动态无功补偿的要求，需要采用动态响应更快的静止无功补偿器或静止无功发生器。

调相机一般装设于枢纽变电站。采用调相机进行无功补偿的优点是调整无功负荷十分方便，通过改变励磁电流的大小就可以平滑、连续地调节其无功出力；可双向调节，既能吸收无功功率又能发出无功功率；满载运行的调相机具有一定的过负荷能力，当因电力系统发生故障电压急剧降低，使稳定性受到威胁时，调相机可以过负荷运行一小段时间，使运行人员在这段时间内能够进行相应的处理，避免电压崩溃等严重事故的发生，对于保持电力系统稳定的作用比电容器要好。

但是调相机属于旋转电机，设备投资较大，运行费用高，运行、维护工作量大，启动、操作比较复杂，噪声也较大；动态调节响应相对于静止无功发生器和静止无功补偿器较慢，不适应太大或太小的补偿，只能用于三相平衡时的补偿，而且会增加系统短路容量；调相机及其附属设备要消耗一部分电能，损耗大。随着电力电容器制造技术的提高以及静止无功发生器和静止无功补偿器的广泛使用，目前调相机应用得越来越少，有逐渐被淘汰的趋势。

调相机的作用

1、向系统输送无功率；

2、改善功率因数；

3、降低网络中的损耗；

4、对调整网络电压和提高电能质量有较好的作用。

调相机运行特性

电力系统事故后运行曲线按照时间尺度可划分为次暂态过程、暂态过程、稳态过程。对应于每段过程，调相机可分别发挥次暂态特性、暂态特性、稳态特性，为系统提供动态无功支撑。

1）次暂态特性。调相机具备次暂态特性，在故障瞬间内电势保持不变，可瞬时发出/吸收大量无功。调相机加装于直流受端时，可瞬时发出大量无功，支撑电网电压，尤其对于多直流馈入电网，可减少多回直流同时换相失败几率，提高电网安全稳定水平。调相机加装于直流送端时，可瞬时吸收大量无功，抑制暂态过电压，尤其对于新能源外送的直流送端，可抑制新能源大规模脱网，提高直流系统新能源输送比例。

2）暂态特性。调相机具备暂态特性，即强励特性，短时（1s）能够发出额定容量2倍以上无功。调相机加装于直流受端，当系统发生严重故障导致电压大幅跌落时，调相机进入强励状态，为系统提供紧急无功电压支撑，有助于直流功率和系统电压迅速恢复，防止电压崩溃。

3）稳态特性。调相机具备稳态特性，300Mvar调相机具备300Mvar迟相和150~200Mvar进相的持续运行能力。调相机加装于直流送端时，可利用深度进相能力在直流闭锁等故障后吸收系统多余无功，抑制送端系统稳态过电压。调相机加装于直流受端时，在交流系统故障清除后可能存在系统电压无法恢复至稳态电压运行范围内的情况，调相机进入迟相运行，改善系统稳态电压水平。