大容量双水内冷调相机在特高压直流系统中具有快速响应的无功补偿支撑作用。为了满足大容量双水内冷调相机动态无功调节、快速响应和安全可靠性能要求,通过优化电磁设计,提高了调相机的暂态和次暂态特性、强励能力和出力范围。探讨了通风冷却系统设计和调相机定、转子温升计算。在绝缘设计方面,采用内屏蔽结构,通过半导体材料实现了均压层的屏蔽作用,增大换位填充倒角半径,提高了定子线棒角部电场的均匀性,采用一次成型的定子线棒防晕结构,优化了调相机的主要电气性能指标。在结构设计方面,定子绕组采用了端部整体灌胶结构,有效地防止了端部松动问题。定子铁芯使用全补偿、抗蠕变防松技术以防止铁芯因基频和倍频振动导致的松动。研究结果表明,大容量双水内冷调相机特殊的冷却方式、电磁、绝缘和结构工艺优化设计等关键技术,可以使得大容量双水调相机满足特高压直流系统无功支撑。