提高油田供电系统效率技术研究与应用VIP免费

第1页共3页Φ1iRi1uΦ2i2iL1iL2编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共3页提高油田供电系统效率技术研究与应用向瑜章蒲子宁刘新平程文军朱卫权中国石油新疆油田公司采油二厂，克拉玛依834008关键词：供电系统效率技术研究与应用采油二厂油田供电系统始端从变电所出线隔离开关开始，终端到各用电设备为止，包括6kV高压线路、6/0.4kV变压器、0.4kV低压线路、网上附属配电设施及终端各用电设备（如电动机、电加热器等）。随着油田滚动开发，机械举升采油逐步成为采油的主要生产方式，常规抽油机平衡性能差，负载波动大，导致系统配置容量过大，感性负载低负荷运行，偏离设计额定高效区，功率因数低。用电点分散、负载波动、负载感性导致油田供电系统运行效率低。1确定运行功率因数为供电系统实际运行效率的评价指标供电系统高低压线路、变压器等不同设备、环节的损耗从产生损耗的本质原因上可归纳为阻性与非阻性两类。阻性损耗是电网确定情况下（即电网电阻一定）负载做功必须发生的基础损耗；非阻性损耗是由于负载偏感性导致的附加损耗，数值上与功率因数的平方成反比。油田电力网用电设备的特点：油田电力网上的用电设备有驱动举升设备的电动机、油气水处理流程中的电动机、电加热器、照明等，使用数量和总用电功率最大的是各类电动机，主要是抽油机用电动机，故油田电力网上用电设备主要为感性负载，运行产生感性功率因数。图1功率因数与运行电流的关系由于线路损耗功率PX=I2×R=(iRCOSΦ)2×R，显然，在负载不变的情况下（即有功运行电流iR不变），功率因数降低，带负载能力下降，同时线损急剧增加。抽油机悬点载荷是一种周期性的交变负荷，同时为了克服巨大的启动惯性，导致抽油机电动机容量配置过大。例如，原常规14型抽油机设计配置常规75kW电动机，实际运行功率为10～16kW，导致运行负载率严重偏低，电动机容量配置增大，建立磁场需要的无功运行电流就增大（由iL1增大到iL2），功率因数就低。显然，运行功率因数是系统效率的重点研究对象和关键控制参数，该参数便于测量和考核，适合做为系统效率的评价指标。功率因数低的影响：a.电网拖带负荷能力下降；b.线损增加，电网效率下降；c.供电质量下降。2提高系统效率技术研究2.1减小负载波动与容性补偿技术有机整合，提高供电系统运行功率因数2.1.1减小负载波动，降低系统装机配置容量抽油机变矩平衡技术通过重力臂动态变化，平衡负载力矩，削峰填谷，使负载波动减小。超高转差电动机启动转矩倍率大、“软”机械特性、加速缓慢平稳，进一步减小了抽油机净扭矩峰值和波动。两项技术配套应用，使负载波动进一步减小。抽油机变矩平衡技术使负载波动减小，解决了12型以上抽油机启动困难的问题，为大型抽油机自动启抽提供了条件，配套应用自动启停控制、小周期调开的间抽控制技术，使低能深抽井实现自动间抽，泵充满系数提高，使此类井的负载波动减小。负载波动减小使电动机、变压器等配置容量下降，配套应用超高转差电动机和低内阻变压器，又使电动机、变压器配置容量进一步下降，实际运行负载率得到提高，从而提高了用电功率因数。技术应用前后系统配置对比表见表1。表1系统配置对比表机型对比电动机配置功率(kW)变压器配置容量(kVA)无功补偿配置容量(kvar)10技术应用前308015技术应用后22301012技术应用前5512525技术应用后304015第2页共3页第1页共3页uiLiCiRi2Φ2iLCiCΦ1i1编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共3页14技术应用前7516040技术应用后3740152.1.2无功补偿，提高系统运行功率因数无功补偿原理见图2，未补偿前的运行电流为i1，其有功分量为iR，无功分量为iL，功率因数角为Ф1；补偿后运行电流的无功分量减小为iLC（即：iL-iC），其有功分量仍为iR，功率因数角减小为Ф2，使运行电流减小为i2。电动机、变压器都存在电感电路，在降低配置功率的基础上进行无功补偿，可最大化提高系统运行功率因数，减少线路损耗。主要补偿点的确定：仅为了不惩罚电费，目前油田普遍以变压器集中补偿为主，只将6-10kV高压线路功率因数补偿到0.80，导致0.4kV低压线路损耗仍然...