全球首台35千伏高压直连调相机研制成功
4月10日，东方电气集团东方电机有限公司（以下简称“东方电机”）自主研发的全球首台35kV高压直连调相机顺利通过整机型式试验，各项性能指标优异，标志着我国在高压无功补偿装备领域取得重大突破。
在研制过程中，东方电机联合中国电力科学院、清华大学、华中科技大学、西安交通大学、重庆大学、新疆电科院、南瑞集团有限公司、新疆绿发电力能源有限公司等顶尖科研力量，成功攻克高电压等级下的绝缘与冷却两大核心技术难题，将电机额定电压从行业现有的最高27kV提升至35kV，实现了与电网电压等级的直接匹配，彻底取消了中间升压变压器及其附属系统，开辟出一条具有完全自主知识产权的高压直连技术新路，为行业技术创新树立了标杆。
与传统“调相机+变压器”方案相比，35kV高压直连调相机优势明显。在性能方面，单台调相机可提供与现有2台同容量分布式调相机同等的短路容量，动态支撑能力提升200%以上。在成本方面，用户初始投资成本降低约35%，占地面积减少50%。在功耗方面，提供相同短路容量下，运行耗电仅为现有分布式调相机的45%。在运维方面，设备数量大幅精简，系统连接更简单，故障隐患点显著减少，运维成本降低50%。
随着“双碳”目标深入推进，风电、光伏装机规模爆发式增长，电力系统加速向以新能源为主体的新型电力系统转型。然而，新能源大规模替代传统同步机组后，电网惯量下降、抗扰动能力减弱、电压失稳风险上升，成为制约新能源安全消纳的突出瓶颈。
分布式调相机是保障新型电力系统稳定运行的关键装备。传统分布式调相机技术成熟、运行可靠，通过升压变压器接入电网是长期以来的主流方案。但在新能源高比例接入、场站数量激增的背景下，如何让调相机更经济、更高效地部署，成为新型电力系统建设必须直面的课题。为此，东方电机创新提出“高压直连”技术路径——取消中间升压变压器，使调相机与电网直接匹配，实现了投资效率与运行性能的再升级。
在35kV高压直连调相机的研制过程中，东方电机历时四年，突破高压绝缘“无人区”，破解超厚绝缘下的空气冷却难题，实现了从27kV到35kV的电压跨越。
针对现有电机标准体系对27kV以上电压等级缺乏系统规定的现状，东方电机从绝缘体系构建、绝缘结构开发、绝缘系统评价等方面开展全方位原创性设计。成功突破现有电机绝缘水平，首创完整的35kV空冷环氧云母绝缘与防晕技术体系。围绕材料、结构及工艺开展协同创新，建立适用于35kV电压等级的绝缘系统评价体系，实现全链条协同配套，全面提升绝缘及防晕结构的整体可靠性。
电压从27kV提升至35kV，绝缘厚度显著增加，导致线棒内部热量难以传导。东方电机通过系统级冷却优化，实现了“超厚绝缘、高效冷却、长寿命”的平衡。在绝缘厚度显著增加的不利条件下，优化冷却通道结构，确保定子线棒内部热量高效传导至冷却介质，从根本上解决“厚绝缘、难散热”的矛盾。通过有效控制温升与消除局部过热，大幅延缓绝缘材料的热老化进程，使整机在35kV直连工况下具备长期可靠运行的能力。
当前，我国正加快构建新型电力系统，新能源装机规模持续快速增长。全球首台35kV高压直连调相机的成功研制，验证了高压直连技术路线的可行性与优越性，为新能源场站提供了一种高性价比、高可靠性的系统支撑方案，对保障电网安全稳定运行、助力实现“双碳”目标具有重要意义。
作者：于淼
编辑：孔欣慰