王俊立 李建馨 孫秀華 李長敏

（大港油田公司第六采油廠 天津 300280）

變壓器的空載損耗以及在傳輸功率過程中的損耗相當(dāng)大，尤其是無功功率消耗較電能損耗大得多。近十幾年來，變壓器技術(shù)發(fā)展迅速，由仿蘇的熱軋硅鋼片變壓器（SJ、SJ1等），到冷軋硅鋼片變壓器（S1、SL1等），再到現(xiàn)在通用的低損耗節(jié)能變壓器（S7、S9、S11等），一直到目前最先進(jìn)的非晶態(tài)變壓器。隨著每一次新工藝的應(yīng)用、技術(shù)的進(jìn)步，都使變壓器的能耗標(biāo)準(zhǔn)降低，其中下降最多的為空載損耗（見圖4-1），這就意味著無功功率消耗降低很多。

非晶態(tài)變壓器是以后的發(fā)展方向，非晶態(tài)合金鐵心的變壓器與同電壓等級(jí)、同容量硅鋼合金鐵心變壓器相比，空載損耗要降低75%～80%?？蛰d電流可下降80%左右。

關(guān)于變壓器的負(fù)載率及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電，胡景生教授有專著，這里不再贅述。

圖4-1 100KVA變壓器空載損耗對(duì)比（單位：W）

對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)本身技術(shù)來講，近幾年技術(shù)沒有太大的突破，僅是由JO系列到目前的Y系列電機(jī)。因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)本身就是效率很高的用電設(shè)備。由圖3-4三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性知道，降低其無功功率消耗及控制其吸收大量無功功率主要是從選擇恰當(dāng)?shù)呢?fù)載率來考慮。為此，近來針對(duì)油田電力拖動(dòng)的特點(diǎn)，尤其是根據(jù)機(jī)采系統(tǒng)的特殊要求（重載啟動(dòng)，輕載運(yùn)行，負(fù)載變動(dòng)大）使用了超高轉(zhuǎn)差節(jié)能電機(jī)、永磁同步電機(jī)等節(jié)能電機(jī)做拖動(dòng)設(shè)備并輔以抽油機(jī)參數(shù)調(diào)整、應(yīng)用雙驢、下偏杠鈴復(fù)合平衡抽油機(jī)來避免電機(jī)“大馬拉小車”，提高其負(fù)載率。特別是永磁同步電機(jī)的應(yīng)用是油田配電系統(tǒng)的一大突破，由電機(jī)學(xué)知識(shí)知道，三相同步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性比三相異步電動(dòng)機(jī)特性硬，其轉(zhuǎn)速不隨轉(zhuǎn)矩改變，另外由于使用了鐵銣硼稀土材料做轉(zhuǎn)子電樞，不需無功勵(lì)磁電流，所以無功功率消耗下降很多，而且其在20%—120%負(fù)載范圍內(nèi)均可保持較高的功率因數(shù)。

表4-1為永磁同步電機(jī)與Y系列、超高轉(zhuǎn)差電機(jī)的節(jié)能數(shù)據(jù)對(duì)比。

另外，針對(duì)采油六廠稠油開發(fā)，為降低油井沖次，使用了永磁同步電動(dòng)機(jī)配變頻調(diào)速控制柜替代原有的電磁離合器調(diào)速電機(jī)，收到了很好的節(jié)能效果。

3、就地補(bǔ)償無功提高配電系統(tǒng)的功率因數(shù)控制無功功率的流動(dòng)

利用電容器的容性負(fù)載性質(zhì)（電流超前電壓），就地補(bǔ)償感性負(fù)載無功，可避免從上一級(jí)系統(tǒng)吸取大量無功功率，相應(yīng)提高了功率因數(shù)，減少了無功功率消耗。

（1）：補(bǔ)償原理

圖4-2 電容補(bǔ)償原理

圖中：RΣ——包括變壓器B1以及線路L在內(nèi)的總電阻

QK——無功補(bǔ)償容量

所以，當(dāng) QK越接近 Q2，ΔP′越小

（2）、補(bǔ)償容量的計(jì)算公式

QK=P（tgφ1-tgφ）=Q1-Q2（4—3）

表4-1

tgφ1——補(bǔ)前的正切值

tgφ——補(bǔ)后的正切值

A、集中補(bǔ)償（線路結(jié)點(diǎn)，聯(lián)合站配電室及變壓器側(cè)）

圖4-3所示QK1及QK2為集中補(bǔ)償

B、就地補(bǔ)償（用戶側(cè)）

圖4-3所示QK3為就地補(bǔ)償

表4-2 為采油六廠2006年安裝高壓電容補(bǔ)償?shù)男Ч麑?duì)比

目前采油六廠6KV線路集中補(bǔ)償容量為3750千乏低壓集中補(bǔ)償為1850千乏，就地補(bǔ)償為820千乏。

4、提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平降低無功功率消耗

由式3-10可知，增大U，可降低各種電氣元件的無功功率消耗及 （電能損耗），據(jù)計(jì)算電壓提高5%，可降低9%。提高運(yùn)行電壓水平可通過改變變壓器的分接頭及縮小供電半徑減小電壓降落來解決。

但是，在提高運(yùn)行電壓水平時(shí)，運(yùn)行電壓不得高于額定值的10%，否則由于磁飽和的影響，無功反而增加，造成電能損耗加大。在配電系統(tǒng)運(yùn)行中，電壓升高主要是由于局部過補(bǔ)償引起的。

七、結(jié)束語

降低無功消耗及控制無功流動(dòng)既需要技術(shù)措施又需要管理措施，需要電力系統(tǒng)內(nèi)統(tǒng)籌兼顧，才能切實(shí)見到效果。