新一代大型调相机因其双向快速的动态无功调节能力在特高压电网建设中被广泛应用，润滑油系统作为大型调相机的重要组成部分，其可靠稳定运行至关重要。目前，大型调相机润滑油系统在实际运行中存在供油压力异常等问题，严重威胁到系统运行的稳定性。
针对这一问题，国网湖南省电力有限公司水电分公司、湖南省电网工程有限公司调相机项目部的研究人员张曙云、周翔，在2021年第6期《电气技术》上撰文，提出一种采用蓄能器对其进行改善的方法，对当前润滑油系统配置所存在的问题进行深入分析，并对蓄能器的基本原理结构及选型计算进行阐述，以实际某换流站调相机为例，通过现场试验对比分析可知，加装蓄能器能极大提高大型调相机润滑油系统的可靠性，提升运行稳定性，避免跳机风险，具有重要的工程应用参考价值。
近年来，特高压电网输电工程的大规模建设，使电网的架构产生了重大改变，由原传统单一的超高压交流电网逐步转变成了大电网、远距离输电、特高压交直流高度混联的格局。特高压电网输电网架对系统中的动态无功裕度要求更高，同时足量的无功支撑能有效提升系统运行的稳定性；因此为了保证电力系统能安全稳定运行，在规划建设中必须为系统配备足够的动态无功裕量，以增强电网系统的抗扰动能力。
新型大容量调相机的研制成功和可靠应用能有效提高送端电网直流输电能力，为系统提供足量的动态无功，提升新能源消纳比例；在特高压直流大功率馈入地区及直流多馈入受电地区广泛应用，特别是在特高压直流输电系统的受端电网中安装新型大容量调相机可有效提高系统电压稳定性和抗无功冲击能力，确保电网的安全稳定运行，因此，大型调相机在特高压电网系统中的应用越来越广泛。
“十三五”期间，300Mvar级新型大型调相机被部署在电网的重要负荷节点，通过结合目前已有的实际应用工程，对所暴露出的问题进行解决改善，特别是研究影响调相机稳定运行的直接因素，因此本文针对当前润滑油系统配置所存在的问题进行深入分析，提出通过装设蓄能器来改善润滑油系统运行稳定性的方法，通过现场试验对比分析可知，加装蓄能器能极大提高大型调相机润滑油系统的可靠性，确保调相机的稳定运行，可为后续新建调相机工程提供有效参考。
1 大型调相机系统组成目前，生产投运的大型调相机大都为隐极式同步电机，调相机是电动机和发电机的结合体，既能从交流电网吸收有功功率驱动调相机转子转动，也能由定子绕组切割转子磁力线产生感应电动势，接入负荷向系统供电，由于调相机的功率因数为0，因此只向系统提供或吸收无功功率。
这里以投运的300Mvar双水内冷调相机运行系统为例，调相机系统采用“调相机-变压器组”单元接线的方式，通过主变经并网断路器5601接入换流站内500kV交流滤波器母线，调相机系统如图1所示，主要由调相机本体、励磁系统、主变、冷却系统、油系统、变频起动系统等组成。
图1 调相机系统
变频起动系统主要用于将调相机组拖动至目标转速，便于并入电网，之后便退出运行。励磁系统采用静止励磁方式，主要由励磁调节器、晶闸管整流装置、灭磁及过电压保护装置、励磁变压器等构成，整个励磁系统又分为主励磁系统和起动励磁系统。
冷却系统主要包括内冷水和外冷水系统，内冷却水通过定、转子线圈空心导线，将线圈损耗产生的热量带出机组本体，同时又通过外冷却水将内冷却水冷却进行循环，最大程度地降低定转子绕组温度，提高绕组绝缘寿命。
油系统包括润滑油系统和顶轴油系统，顶轴油系统主要是在低转速下建立油膜，正常运行后退出，润滑油系统主要是为调相机提供润滑和冷却，防止轴承干摩损坏而影响机组的正常运行，当润滑油油压低于0.135MPa时，将触发严重故障报警启动调相机系统跳机程序。
调相机起动过程中主励磁不带电，由起动励磁系统配合变频起动，将调相机拖动至频率52.5Hz左右，离相封闭母线（isolated phase enclosed bus, IPB）断开，变频起动系统退出，起动励磁系统快速起动励磁后切换至主励磁系统，即起动开关QDK断开、发电机励磁开关GEK合闸，调相机升压并对主变进行充电，此时调相机开始加速惰性降速，起动同期装置，成功捕捉同期并网点，并网断路器5601合闸。
2 蓄能器2.1 蓄能器的基本原理及类型
蓄能器是一种通过对蓄积液体进行受压操作而设计的液压辅件。液体不可压缩，蓄能器是利用气体的可压缩性来达到储存液体的目的。在低速负载情况下，机器运转所需流量小于液压泵流量，液压泵中的多余流量可以存储在蓄能器中；当机器运转负载要求的流量大于液压泵流量时，蓄能器通过气体的膨胀将液体挤压排出，以弥补液压泵流量的不足，特别是当液压泵停机但仍需保持一定压力时，蓄能器可以补偿系统泄漏的液体流量，从而稳定系统的压力。
常用的蓄能器有皮囊式、活塞式、隔膜式。不同类型的蓄能器对比见表1，本文选用皮囊式蓄能器。
表1 不同类型蓄能器的对比
2.2 蓄能器选型及参数计算
所选用的皮囊式蓄能器内腔皮囊分为两个部分：囊内装氮气，囊外充液压油。位于皮囊周围的油液与油液回路连通，利用氮气的可压缩性，当油压升高时，油液进入蓄能器，气体被压缩，系统管道压力不再上升，当系统管道压力下降时，压缩的气体膨胀，将油液压入回路，从而延缓压力的下降，蓄能器系统原理如图2所示。
图2 蓄能器系统原理
为延长故障发生后油母管压力下降至0.135MPa的所需时间，同时防止交流润滑油泵在定期切换时引起压力波动而导致的设备异常运行状况，采用蓄能器作为辅助动力源，由式（1）计算所需容量。
