楊自廣（長(zhǎng)慶油田分公司水電廠，甘肅 慶陽(yáng) 745100）

油田電網(wǎng)節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用研究

楊自廣（長(zhǎng)慶油田分公司水電廠，甘肅 慶陽(yáng) 745100）

配電網(wǎng)運(yùn)行中，為了保證有功功率的有效利用，提高供電線路的供電效率以及電壓質(zhì)量，減少電能損耗，常常會(huì)在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中裝設(shè)電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，無(wú)功補(bǔ)償裝置也在不斷創(chuàng)新，這使得電網(wǎng)節(jié)能效益更加突出。本文以油田電網(wǎng)為例，探討新型節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的具體應(yīng)用，僅供參考。

油田電網(wǎng)；無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；節(jié)能

油田的穩(wěn)定開(kāi)采依賴配電網(wǎng)的正常運(yùn)作，在新形勢(shì)下，隨著油田開(kāi)采量的不斷提升，對(duì)油田電網(wǎng)供電效率及電壓質(zhì)量提出更高的要求。電網(wǎng)運(yùn)行中，做好無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償工作是提高配電網(wǎng)穩(wěn)定性的重要手段，在當(dāng)前節(jié)能可持續(xù)發(fā)展理念下，進(jìn)一步推廣應(yīng)用節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)是油田電網(wǎng)優(yōu)化的重點(diǎn)。

1 無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置

我國(guó)低壓配電網(wǎng)在80年代初就使用了無(wú)功補(bǔ)償裝置，但是使用的是機(jī)械式開(kāi)關(guān)投切電容，該補(bǔ)償裝置的缺點(diǎn)是在切除時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，這很容易導(dǎo)致接觸器及電容器過(guò)早損壞。

無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置是無(wú)功補(bǔ)償器的創(chuàng)新研究成果，是一種高科技的節(jié)能產(chǎn)品。該裝置被廣泛用于現(xiàn)代機(jī)械制造、石油生產(chǎn)、發(fā)電以及城鎮(zhèn)配電等行業(yè)。

1.1 裝置特點(diǎn)

第一，無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置主要是將電路互感器采取到的電流以及電壓信號(hào)送入到單片機(jī)中，然后單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，以便得到電流及電壓的實(shí)時(shí)相位差，之后計(jì)算出配電網(wǎng)所需的無(wú)功補(bǔ)償量，之后利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)出發(fā)電流，將無(wú)功補(bǔ)償裝置的開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使用可控硅來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的交流接觸器進(jìn)行電容投切操作。在電容器投入運(yùn)行時(shí)，能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行，降低過(guò)壓現(xiàn)象的發(fā)生率。

第二，無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時(shí)間較短，從無(wú)功信號(hào)檢測(cè)到補(bǔ)償完成，往往在20ms的時(shí)間內(nèi)完成，對(duì)于注水電動(dòng)機(jī)等負(fù)荷較大的電氣設(shè)備也能夠?qū)崿F(xiàn)快速的無(wú)功不補(bǔ)償。

第三，采取計(jì)算機(jī)得出補(bǔ)償?shù)目茖W(xué)數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行電容器的科學(xué)組合，能夠使有限的電容器達(dá)到最大補(bǔ)償空間，保證動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)捻樌M(jìn)行。

第四，無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置能夠安全、平穩(wěn)運(yùn)行，并且補(bǔ)償裝置的自身能耗以及維護(hù)量也較低，因此具有很長(zhǎng)的使用壽命，可以采取封閉式的安裝，避免外界環(huán)境對(duì)補(bǔ)償裝置產(chǎn)生影響。

1.2 節(jié)能原理

1.2.1 異步電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能

異步電動(dòng)機(jī)損耗包括雜散損耗、定子損耗、鐵耗等，電動(dòng)機(jī)輕載運(yùn)行時(shí)，輸出功率往往較低，轉(zhuǎn)子的損耗量也明顯下降，然而其鐵耗以及機(jī)械損耗保持不變。勵(lì)磁電流保持不變，定子銅的損耗也僅少量降低。如果降低電動(dòng)機(jī)功率及功率因數(shù)，在電動(dòng)機(jī)輕載狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)鐵損電壓的平方會(huì)減少；勵(lì)磁電流會(huì)因磁通的減少降低，這就使得電動(dòng)機(jī)的功率及功率因數(shù)也得以提升，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1.2.2 電感設(shè)備調(diào)壓節(jié)能

電感設(shè)備也是一種變壓器設(shè)備，變壓器主要是使用轉(zhuǎn)差率大小為U1左右的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能特性，可用于電感性負(fù)載。照明設(shè)備受供電電壓超額定電壓過(guò)熱會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)光刺激，這不僅會(huì)提升用戶電費(fèi)開(kāi)支，而且還會(huì)降低照明設(shè)備的使用壽命。相關(guān)的科學(xué)研究顯示，照明燈具的工作電壓如果比額定電壓低10%，照明設(shè)備的亮度也僅僅只會(huì)降低1%，人的肉眼并不能看出，但是事實(shí)上該過(guò)程卻節(jié)省了19%的照明損耗。如果電網(wǎng)的電壓比額定的電壓要高，照明的節(jié)能率則能夠達(dá)到30%～40%左右，并且燈具的使用壽命也可以延長(zhǎng)2～3倍。

2 節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效果

將無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用到油田的配電線路中，對(duì)現(xiàn)有的線路低壓設(shè)備進(jìn)行改造。節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置主要用于替代老式的無(wú)功補(bǔ)償裝置，對(duì)改造后的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分析，結(jié)果顯示所有無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置均能夠正常運(yùn)行，并且系統(tǒng)電壓無(wú)論在油田生產(chǎn)何種情況下都能夠保持相應(yīng)穩(wěn)定的情況，大大提高了電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。

表1給出了應(yīng)用節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置前后的單號(hào)配電所電量情況。結(jié)果顯示在投入電容器后，系統(tǒng)的電壓上升，電流下降，系統(tǒng)的無(wú)功功率也從0.14kvar降到0.03kvar，這表明其它部分的功率均由電容器所提供，并且在應(yīng)用電容器后，配電多的功率因素也明顯提升，達(dá)到了油田生產(chǎn)的實(shí)際需求。

表1 節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置應(yīng)用單號(hào)配電所前后電量對(duì)比

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代油田生產(chǎn)中，應(yīng)用節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，能夠有效避免配電傳輸過(guò)程中的電能損耗，是用電設(shè)備的工作電壓始終在穩(wěn)定的電壓范圍，實(shí)現(xiàn)了有效的節(jié)能。作為新型的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置對(duì)穩(wěn)定配電網(wǎng)的運(yùn)行有重要意義，進(jìn)一步提升油田生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。

[1]楊鑫.油田電網(wǎng)節(jié)能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能,2013,(08):19-20

[2]翁?hào)|雷.電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)若干問(wèn)題研究[D].浙江大學(xué),2011.

楊自廣（1973-）男，漢族，河南省清豐縣人，電氣工程師，主要從事油田電力運(yùn)行維護(hù)管理工作。