調(diào)相機(jī)簡介

調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，通過改變其勵(lì)磁電流的大小，可以控制它是從系統(tǒng)中吸收無功功率還是輸出無功功率。在系統(tǒng)電壓偏低時(shí)，它過勵(lì)磁運(yùn)行，成為無功電源，可向系統(tǒng)提供無功功率，將系統(tǒng)電壓調(diào)高；在系統(tǒng)電壓偏高時(shí)，它欠勵(lì)磁運(yùn)行，成為無功負(fù)荷，從系統(tǒng)吸收無功功率，將系統(tǒng)電壓調(diào)低。調(diào)相機(jī)過勵(lì)磁和欠勵(lì)磁時(shí)的容量是不同的，其銘牌容量是指在過勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)發(fā)出無功功率的最大值。

調(diào)相機(jī)欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，由于端部漏磁增大，造成定子鐵芯端部過熱，同時(shí)受系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的限制，因此勵(lì)磁電流不能太小，其吸收系統(tǒng)無功功率的最大容量不能很大，一般設(shè)計(jì)為輸出無功功率最大容量的0.5～0.65倍。調(diào)相機(jī)是傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，由于其磁場繞組的時(shí)間常數(shù)較大，它的控制響應(yīng)相對較慢。當(dāng)無功功率的變化周期較長時(shí)（如1s以上），可以采用調(diào)相機(jī)來進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。當(dāng)無功功率的變化周期較短時(shí)，調(diào)相機(jī)已不能滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)囊?，需要采用?dòng)態(tài)響應(yīng)更快的靜止無功補(bǔ)償器或靜止無功發(fā)生器。

調(diào)相機(jī)一般裝設(shè)于樞紐變電站。采用調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是調(diào)整無功負(fù)荷十分方便，通過改變勵(lì)磁電流的大小就可以平滑、連續(xù)地調(diào)節(jié)其無功出力；可雙向調(diào)節(jié)，既能吸收無功功率又能發(fā)出無功功率；滿載運(yùn)行的調(diào)相機(jī)具有一定的過負(fù)荷能力，當(dāng)因電力系統(tǒng)發(fā)生故障電壓急劇降低，使穩(wěn)定性受到威脅時(shí)，調(diào)相機(jī)可以過負(fù)荷運(yùn)行一小段時(shí)間，使運(yùn)行人員在這段時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免電壓崩潰等嚴(yán)重事故的發(fā)生，對于保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用比電容器要好。

但是調(diào)相機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，設(shè)備投資較大，運(yùn)行費(fèi)用高，運(yùn)行、維護(hù)工作量大，啟動(dòng)、操作比較復(fù)雜，噪聲也較大；動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)相對于靜止無功發(fā)生器和靜止無功補(bǔ)償器較慢，不適應(yīng)太大或太小的補(bǔ)償，只能用于三相平衡時(shí)的補(bǔ)償，而且會(huì)增加系統(tǒng)短路容量；調(diào)相機(jī)及其附屬設(shè)備要消耗一部分電能，損耗大。隨著電力電容器制造技術(shù)的提高以及靜止無功發(fā)生器和靜止無功補(bǔ)償器的廣泛使用，目前調(diào)相機(jī)應(yīng)用得越來越少，有逐漸被淘汰的趨勢。

調(diào)相機(jī)的作用

1、向系統(tǒng)輸送無功率；

2、改善功率因數(shù)；

3、降低網(wǎng)絡(luò)中的損耗；

4、對調(diào)整網(wǎng)絡(luò)電壓和提高電能質(zhì)量有較好的作用。

調(diào)相機(jī)運(yùn)行特性

電力系統(tǒng)事故后運(yùn)行曲線按照時(shí)間尺度可劃分為次暫態(tài)過程、暫態(tài)過程、穩(wěn)態(tài)過程。對應(yīng)于每段過程，調(diào)相機(jī)可分別發(fā)揮次暫態(tài)特性、暫態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)特性，為系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無功支撐。

1）次暫態(tài)特性。調(diào)相機(jī)具備次暫態(tài)特性，在故障瞬間內(nèi)電勢保持不變，可瞬時(shí)發(fā)出/吸收大量無功。調(diào)相機(jī)加裝于直流受端時(shí)，可瞬時(shí)發(fā)出大量無功，支撐電網(wǎng)電壓，尤其對于多直流饋入電網(wǎng)，可減少多回直流同時(shí)換相失敗幾率，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。調(diào)相機(jī)加裝于直流送端時(shí)，可瞬時(shí)吸收大量無功，抑制暫態(tài)過電壓，尤其對于新能源外送的直流送端，可抑制新能源大規(guī)模脫網(wǎng)，提高直流系統(tǒng)新能源輸送比例。

2）暫態(tài)特性。調(diào)相機(jī)具備暫態(tài)特性，即強(qiáng)勵(lì)特性，短時(shí)（1s）能夠發(fā)出額定容量2倍以上無功。調(diào)相機(jī)加裝于直流受端，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障導(dǎo)致電壓大幅跌落時(shí)，調(diào)相機(jī)進(jìn)入強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)，為系統(tǒng)提供緊急無功電壓支撐，有助于直流功率和系統(tǒng)電壓迅速恢復(fù)，防止電壓崩潰。

3）穩(wěn)態(tài)特性。調(diào)相機(jī)具備穩(wěn)態(tài)特性，300Mvar調(diào)相機(jī)具備300Mvar遲相和150~200Mvar進(jìn)相的持續(xù)運(yùn)行能力。調(diào)相機(jī)加裝于直流送端時(shí)，可利用深度進(jìn)相能力在直流閉鎖等故障后吸收系統(tǒng)多余無功，抑制送端系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)過電壓。調(diào)相機(jī)加裝于直流受端時(shí)，在交流系統(tǒng)故障清除后可能存在系統(tǒng)電壓無法恢復(fù)至穩(wěn)態(tài)電壓運(yùn)行范圍內(nèi)的情況，調(diào)相機(jī)進(jìn)入遲相運(yùn)行，改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓水平。