楊自廣（長慶油田分公司水電廠，甘肅 慶陽 745100）

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

楊自廣（長慶油田分公司水電廠，甘肅 慶陽 745100）

配電網(wǎng)運行中，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，常常會在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中裝設(shè)電容器無功補(bǔ)償裝置。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，無功補(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)能無功動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的具體應(yīng)用，僅供參考。

油田電網(wǎng)；無功動態(tài)補(bǔ)償；節(jié)能

油田的穩(wěn)定開采依賴配電網(wǎng)的正常運作，在新形勢下，隨著油田開采量的不斷提升，對油田電網(wǎng)供電效率及電壓質(zhì)量提出更高的要求。電網(wǎng)運行中，做好無功動態(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)能無功動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)是油田電網(wǎng)優(yōu)化的重點。

1 無功動態(tài)補(bǔ)償裝置

我國低壓配電網(wǎng)在80年代初就使用了無功補(bǔ)償裝置，但是使用的是機(jī)械式開關(guān)投切電容，該補(bǔ)償裝置的缺點是在切除時會產(chǎn)生過電壓，并且無法實現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償，這很容易導(dǎo)致接觸器及電容器過早損壞。

無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置是無功補(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

第一，無功動態(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時相位差，之后計算出配電網(wǎng)所需的無功補(bǔ)償量，之后利用計算機(jī)控制系統(tǒng)來出發(fā)電流，將無功補(bǔ)償裝置的開關(guān)打開，使用可控硅來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的交流接觸器進(jìn)行電容投切操作。在電容器投入運行時，能夠保持穩(wěn)定運行，降低過壓現(xiàn)象的發(fā)生率。

第二，無功動態(tài)補(bǔ)償裝置的響應(yīng)時間較短，從無功信號檢測到補(bǔ)償完成，往往在20ms的時間內(nèi)完成，對于注水電動機(jī)等負(fù)荷較大的電氣設(shè)備也能夠?qū)崿F(xiàn)快速的無功不補(bǔ)償。

第三，采取計算機(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，保證動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)捻樌M(jìn)行。

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

1.2 節(jié)能原理

1.2.1 異步電動機(jī)調(diào)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能

異步電動機(jī)損耗包括雜散損耗、定子損耗、鐵耗等，電動機(jī)輕載運行時，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。如果降低電動機(jī)功率及功率因數(shù)，在電動機(jī)輕載狀態(tài)下，電動機(jī)鐵損電壓的平方會減少；勵磁電流會因磁通的減少降低，這就使得電動機(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左右的電動機(jī)，根據(jù)電動機(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熱會產(chǎn)生強(qiáng)光刺激，這不僅會提升用戶電費開支，而且還會降低照明設(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降低1%，人的肉眼并不能看出，但是事實上該過程卻節(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2～3倍。

2 節(jié)能無功動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效果

將無功動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用到油田的配電線路中，對現(xiàn)有的線路低壓設(shè)備進(jìn)行改造。節(jié)能無功動態(tài)補(bǔ)償裝置主要用于替代老式的無功補(bǔ)償裝置，對改造后的設(shè)備運行情況進(jìn)行分析，結(jié)果顯示所有無功動態(tài)補(bǔ)償裝置均能夠正常運行，并且系統(tǒng)電壓無論在油田生產(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)的運行質(zhì)量。

表1給出了應(yīng)用節(jié)能無功動態(tài)補(bǔ)償裝置前后的單號配電所電量情況。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)的實際需求。

表1 節(jié)能無功動態(tài)補(bǔ)償裝置應(yīng)用單號配電所前后電量對比

3 結(jié)語

現(xiàn)代油田生產(chǎn)中，應(yīng)用節(jié)能無功動態(tài)補(bǔ)償裝置，能夠有效避免配電傳輸過程中的電能損耗，是用電設(shè)備的工作電壓始終在穩(wěn)定的電壓范圍，實現(xiàn)了有效的節(jié)能。作為新型的無功補(bǔ)償技術(shù)，節(jié)能無功動態(tài)補(bǔ)償裝置對穩(wěn)定配電網(wǎng)的運行有重要意義，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)能無功動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能,2013,(08):19-20

[2]翁東雷.電網(wǎng)動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)若干問題研究[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行維護(hù)管理工作。