林鴻元，馬?；?/p>

（天水電氣傳動研究所有限責任公司，甘肅天水741020）

SVG在網(wǎng)電鉆機中的應用

林鴻元，馬?；?/p>

（天水電氣傳動研究所有限責任公司，甘肅天水741020）

摘要：介紹了電動鉆機使用網(wǎng)電的意義，指出鉆機電控系統(tǒng)存在諧波和無功的來源，提出基于SVG技術(shù)的治理方案，簡述SVG的工作原理，給出了設計要點和配置要點?，F(xiàn)場應用的測試結(jié)果表明，SVG在網(wǎng)電鉆機中的應用性價比高，經(jīng)濟效益顯著，值得推廣。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)電鉆機；SVG；諧波治理；無功補償

1　引言

使用網(wǎng)電作為鉆機的動力，是降低鉆井成本、節(jié)省能源、綠色運行的重要途徑。電動鉆機中，無論是直流還是變頻電控系統(tǒng)，都有半控或不控的三相變流橋，工作時會給電網(wǎng)注入大量的諧波，并使其功率因數(shù)降低，不能達到接入電網(wǎng)的要求，為達到接入要求，可采取各種措施治理諧波、補償無功。本文提出的配置SVG的做法，能夠很好地治理諧波和補償無功，提高功率因數(shù)，供同行參考。

2　SVG簡介

靜止無功發(fā)生器（SVG）通過高性能控制芯片（TMS320F28335）和全控型電力電子器件（IGBT），實時檢測電網(wǎng)中電流，采用改進型SWA算法和智能FFT算法，快速分離出無功電流分量與諧波電流分量，并產(chǎn)生控制指令，將大小相等、方向相反的補償電流注入到電網(wǎng)中，實現(xiàn)瞬時補償無功、消除諧波。電路框圖如圖1所示。

圖1　電路框圖

3　設計要點

3.1容量的選取

鉆機電網(wǎng)的功率因數(shù)通常較低，諧波含量較大，參考鉆機的大小、鉆井的深度、地質(zhì)的條件等因素，根據(jù)理論計算，一般按接入網(wǎng)電變壓器約65%的容量作為選取SVG容量的標準。

3.2散熱要求

由于SVG需要快速補償無功和諧波，因此其中的電力電子器件IGBT工作于高頻的開關(guān)狀態(tài)，發(fā)熱嚴重，還有配套濾波電感等其它器件的發(fā)熱，將使整體溫升很快，在重載時溫升更加嚴重。因此，為了保證其可靠工作，應采取有效的散熱措施。例如：配置工業(yè)空調(diào)，設置專用的通風道等。

3.3接入位置

SVG補償?shù)闹噶顏碜杂跈z測的數(shù)據(jù)，因此檢測位置的正確選取會影響補償效果。對于有多個接入點的網(wǎng)電鉆機，需要設法將這些點匯合，然后在匯合點處進行檢測；對于只有一個接入點的網(wǎng)電鉆機，只需要在其接入點上檢測。圖2所示為在高壓房輸出點進行檢測的示意圖。

圖2　在高壓房輸出端檢測示意圖

4　配置要點

根據(jù)網(wǎng)電鉆機的要求，SVG既可以與鉆機的電控系統(tǒng)合并成套，也可以單獨成套。無論是合并還是單獨成套，都需要注意以下幾點。

（1）SVG要能手動接入，故障時自動退出；

（2）專用冷卻風道，且保證進風溫度不高于30℃；

（3）按規(guī)定的要求進行安裝、連線。

5　應用效果

2014年10月，根據(jù)用戶的要求，對其ZJ70D網(wǎng)電鉆機配套了SVG裝置，單獨成套，容量為2000kVar，電網(wǎng)進線電壓為10kV，變壓器容量為3150kVA，在600V側(cè)進行補償。2015年1月投入使用，測試數(shù)據(jù)如表1所示，圖3、圖4所示分別為補償前、后的數(shù)據(jù)圖。

圖4　SVG補償后數(shù)據(jù)圖

表1　SVG補償前后測試數(shù)據(jù)

由測試數(shù)據(jù)可見，補償效果顯著。

6　結(jié)論

SVG的價格雖然比MCS、TSC高，但其能夠有效治理電網(wǎng)諧波、補償功率因數(shù)，不會與系統(tǒng)發(fā)生諧振，也不會出現(xiàn)過補或欠補的現(xiàn)象，且SVG體積小、穩(wěn)定性高、維護量少、動態(tài)響應快，特別適合鉆機工作的特點，因此在使用電網(wǎng)作為動力的鉆機上，具有良好的經(jīng)濟和社會效益，值得推廣應用。

參考文獻：

［1］史富斌，閆宏亮，張奇志.電動鉆機動力系統(tǒng)的諧波治理［J］.電力電子技術(shù)，2011（2）.

［2］劉凱.動態(tài)無功補償裝置在煤礦供電系統(tǒng)中的設計［J］.裝備制造技術(shù)，2012（8）.

［3］肖廣偉.電氣化鐵路動態(tài)無功補償與諧波治理［J］.赤子，2012（9）.

［4］徐劍，曹揚，張偉.動態(tài)無功補償及有源濾波裝置在智能變電站的應用［J］.供用電，2010（6）.

中圖分類號：TM33

文獻標識碼：A

文章編號：1005—7277（2015）06—0050—02

收稿日期：2015－06－03

Application of SVG in grid electric drilling rig

LIN Hong－yuan，MA Bao－h(huán)ui

（Tianshui Electric Drive Research Institute Co.，Ltd.，Tianshui 741020，China）

Abstract：The significance of the electric drilling rigs powered by the grid is introduced.The source of producing harmonic and reactive power in the electric control systems of the drilling rigs are pointed out.The control scheme based on the SVG technology is put forward.The working principle of SVG is given.The key points for design and configuration are presented.The practical applications and the testing results show that SVG used in grid electric drilling rig has high performance to price ratio，remarkable economic benefit and is worth being promoted to be widely applied.

Key words：grid electric drilling rig；SVG；harmonic control；reactive power compensation