- 相關(guān)推薦
抽油機電機的無(wú)功就地補償論文
摘要：本文根據抽油機負荷的特點(diǎn)，分析了中原油田油區配電系統無(wú)功補償存在的問(wèn)題，并結合油田的實(shí)際，提出了一種抽油機電機無(wú)功就地補償方式。通過(guò)實(shí)施效果較好，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：抽油機 低壓配電系統 無(wú)功補償
1 前言
中原油田油區配電系統是采用35kV直配供電方式，配電變壓器(35/0.4kV)和低壓配電裝置設在計量站，再由計量站經(jīng)低壓電纜輻射配電至抽油機電動(dòng)機(額定電壓為交流380V、額定容量45～55kW，油區主要用電負荷為抽油機電機)。低壓配電系統一般采用在計量站變壓器低壓側進(jìn)行集中自動(dòng)無(wú)功補償。根據多年的運行情況，我們認為這種無(wú)功補償方式、補償裝置的安裝位置不能滿(mǎn)足實(shí)際補償的需要，致使油區低壓配電系統的功率因數長(cháng)期偏低(約0.5左右)，低壓配電線(xiàn)路損耗過(guò)大，系統的整體經(jīng)濟效益下降。因此，經(jīng)過(guò)我們對油區抽油機負荷特點(diǎn)的分析研究，提出了在油區抽油機電機旁進(jìn)行無(wú)功就地補償，即直接把補償裝置并接在抽油機電機的接線(xiàn)端。通過(guò)應用效果較好，目前我局油區低壓配電系統的功率因數顯著(zhù)提高，線(xiàn)路損耗大幅度降低，取得了較好的經(jīng)濟效益。
2 抽油機負荷的特點(diǎn)
在油田的后期原油生產(chǎn)中，機械采油是生產(chǎn)原油的主要手段，同時(shí)機械采油的電力消耗也是主要的能耗之一。就中原油田而言，油區抽油機負荷約占生產(chǎn)用電負荷的80%以上。而這類(lèi)負荷是一種依抽油機的沖程為周期性連續變化的負荷。電動(dòng)機功率的匹配通常是根據負載電流或扭矩變化規律，按均方根求出等值電流或等值扭矩來(lái)計算的。但在實(shí)際運行中，因藏油情況的變化、泵掛深度的改變、地面調參情況的優(yōu)劣及自然氣候等因素的影響，抽油機電機的運行與負載的變化又很難處于最佳配置中，所以使得抽油機電機實(shí)際運行中負載率低下，又因單井電動(dòng)機的無(wú)功補償不到位，致使整個(gè)油區低壓配電系統的功率因數偏低，力能指標(η×cosφ)也就低下。因此機采系統單井用電的功率因數的高低，是決定整個(gè)油區低壓配電系統功率因數高低的關(guān)鍵因素，要想提高油區低壓配電系統的功率因數，必須提高單井用電的功率因數，這對提高電能的利用率，獲得可觀(guān)的經(jīng)濟效益具有重大的現實(shí)意義。
3 無(wú)功補償方式存在的問(wèn)題
我局油區在計量站采用自動(dòng)分級無(wú)功補償裝置進(jìn)行集中無(wú)功補償，補償容量按照變壓器低壓側的功率因數，用交流接觸器投切進(jìn)行調節，其存在的問(wèn)題如下：
(1) 現場(chǎng)測試情況：
測試表明：抽油機電動(dòng)機在運行過(guò)程中，需要電力系統提供的有功功率、無(wú)功功率及功率因數都在不斷的變化，而功率因數的變化不能正確反映系統對無(wú)功功率的需要，且其在某一狀態(tài)下持續的時(shí)間極短，造成補償設備(交流接觸器用于無(wú)功補償投切開(kāi)關(guān))投切跟不上功率因數的變化，所以補償效果極不理想。因此按功率因數調節無(wú)功補償容量，達不到預期的補償目的。
(2) 補償裝置安裝地點(diǎn)不妥：
在計量站安裝的集中補償裝置，也僅能對變壓器及以上的線(xiàn)路、設備進(jìn)行無(wú)功補償，而不能對抽油機電機供電線(xiàn)路進(jìn)行補償，從而不能最大限度地減少系統的無(wú)功輸送量，無(wú)法使得整個(gè)線(xiàn)路和變壓器的有功損耗減少到最低限度。
4 技術(shù)改造措施
(1) 無(wú)功補償方式的確定：
根據以上分析和實(shí)際測試，抽油機電機在運行過(guò)程中需要從電網(wǎng)中吸取一定的無(wú)功功率，因此最簡(jiǎn)單的補償方式就是在抽油機電機處加一適當容量的電力電容器進(jìn)行補償。由于無(wú)功功率在一定的范圍內波動(dòng)，如果采用自動(dòng)補償裝置，將會(huì )得到更好的補償效果，但其造價(jià)將是固定補償裝置的5～10倍。因此根據我們采用固定補償后所取得的效果，沒(méi)有必要采用自動(dòng)補償裝置。
(2) 無(wú)功補償裝置及容量的確定：
按照《供配電系統設計規范》規定，接在電動(dòng)機控制設備側電容器的額定電流，不應超過(guò)電動(dòng)機勵磁電流的0.9倍；其饋線(xiàn)和過(guò)電流保護裝置的整定值，應按電動(dòng)機-電容器組的電流確定。按照上述規定，抽油機電機采用就地固定補償時(shí)，補償容量宜按電動(dòng)機的實(shí)測最小無(wú)功的90%左右確定。
結合我們中原油田的實(shí)際情況，我們研制開(kāi)發(fā)了一種無(wú)功就地固定補償裝置。該裝置為箱式結構，內裝電容器及自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)等。其額定電壓為交流400V、額定頻率50Hz，裝置有較強的抗過(guò)壓能力，允許在1.2Ue下長(cháng)期運行，具有防爆、拒燃、無(wú)污染、防盜、防振、防陽(yáng)光輻射功能，投切方式為手動(dòng)，即與電動(dòng)機的投切同步，極適合于油田野外運行環(huán)境條件。主設備電容器為干式銀鋅鍍膜邊油加厚，有較強擊穿自愈能力。電容器的保護是采用元件熔絲保護。抽油機電機的額定容量一般在45～55kW，因此共設計了三種型式的補償裝置，以滿(mǎn)足實(shí)際需要。每種型式的補償裝置通過(guò)調節電容器輸出端子的接線(xiàn)，都可輸出三種不同的容量，其中型式一為15±3kvar、型式二為19±3kvar、型式三為27±3kvar。
5 實(shí)施效果
根據以上設計的幾種型式的補償裝置，為防止對電動(dòng)機產(chǎn)生過(guò)補現象，在現場(chǎng)測試的基礎上，確定了每口油井電機所需的無(wú)功補償容量。實(shí)際補償后的平均指標為：平均每口油井抽油機電機無(wú)功補償容量為18.875kvar，補償后平均功率因數由補償前的0.457提高到0.899，提高了96.7%；平均每口井抽油機的線(xiàn)損功率由1.185kW減少到0.735kW，減少了38.0%；平均線(xiàn)損率由補償前的7.681%降低到3.095%，降低了59.7%，完全滿(mǎn)足了國家規定的低壓供電線(xiàn)路的線(xiàn)損標準(國家規定為5%)。實(shí)施補償后平均每口油井年可節電6126kW·h。單井補償裝置2300元/臺，全局共實(shí)施2500口油井，投資為575萬(wàn)元，而年共節電1532×104kW·h以上。若電費按0.5元/kW·h計算，全局年可節省電費開(kāi)支760萬(wàn)元以上，投資回收期不到一年。進(jìn)行抽油機電機無(wú)功就地補償，經(jīng)前后測試對比反映了補償后的效果顯著(zhù)。
【抽油機電機的無(wú)功就地補償論文】相關(guān)文章：
無(wú)功補償技術(shù)在電氣自動(dòng)化的實(shí)現途徑論文08-14
淺談電力系統的無(wú)功優(yōu)化和無(wú)功補償09-26
論無(wú)功補償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應用論文08-13
無(wú)功補償裝置在小水電的應用09-06
電容器無(wú)功功率補償的應用08-11
無(wú)功電壓管理分析論文07-06
無(wú)功補償技術(shù)對低壓電網(wǎng)功率因數的影響09-29
試談我國低壓電網(wǎng)中無(wú)功補償的意義10-11