小議油田電氣節(jié)能方案

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應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)本身采用變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行合理配置，將變壓器的調(diào)整到合理容量，方法有：（1）可以將兩個(gè)變壓器采用單母線并列連接，使其中的一個(gè)變壓器正常運(yùn)行，另一個(gè)作為備用，這樣能夠單臺(tái)變壓器的性能和運(yùn)行效率；（2）取消負(fù)荷率較低的變壓器，可以用運(yùn)行功率和容量適宜的節(jié)能型變壓器代替，這樣能夠減少變壓器工作效率低的現(xiàn)狀，充分發(fā)揮適宜容量變壓器的效率，改變過分高容量變壓器效率低下去耗能高的狀況；(3)將不再使用的變壓器從用電系統(tǒng)中撤離，并將其接電線路也拆除，這樣能夠優(yōu)化調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少整個(gè)系統(tǒng)的能消耗。

功率因數(shù)的合理改善

1選用合適的異步電動(dòng)機(jī)，控制無功功率的最小值。

油田異步電動(dòng)機(jī)消耗的無功功率計(jì)算式為：Q=2QO+(QN一QO)(P／PN)2=QO+(QN一QO)β2式中QO為電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)消耗的無功功率，PN和QN分別為額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的有功與無功功率，P是電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)載。從中我們可以看出，當(dāng)有功負(fù)荷P減少時(shí)，負(fù)載系數(shù)β降低，無功負(fù)載的大部分是不變的，只有小部分按β2減少，這和有功需要量減少不成比例，功率因數(shù)變壞。因此應(yīng)盡量選擇容量接近其所帶負(fù)載的電動(dòng)機(jī)。利用一定的方法檢測(cè)出負(fù)荷不足的大容量電動(dòng)機(jī)，用小容量電動(dòng)機(jī)來代替。

2無功補(bǔ)償裝置的使用

當(dāng)依靠上述2.1方法對(duì)功率因數(shù)的改變不能滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求時(shí)，要使用無功補(bǔ)償裝置，在油田電網(wǎng)中，補(bǔ)償裝置選用的電容器一般為靜電電容器，補(bǔ)償方式有多種，效果最好的可以使用個(gè)別補(bǔ)償和集中補(bǔ)償相結(jié)合的方法?？梢愿鶕?jù)電容器的負(fù)荷變化進(jìn)行若干的分組，依組授入或切除，這樣方便在運(yùn)行過程中隨時(shí)調(diào)節(jié)電容器的容量。為了達(dá)到提高功率因數(shù)的效果，設(shè)置無功補(bǔ)償裝置電容器的容量計(jì)算方式是：QC=P(tanφ1一tanφ2)式中QC為補(bǔ)償裝置中電容器的容量，P為有功負(fù)荷，φ1和φ2分別為功率因數(shù)改變前后的相位角。但在油田的實(shí)際工作中，無功補(bǔ)償裝置設(shè)置還要根據(jù)油井和變壓器的具體使用情況而定。

平衡高峰和低谷用電，平均負(fù)荷

電網(wǎng)電能不能夠存儲(chǔ)，隨著電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間的變化，用電負(fù)荷也在變化，這就使得在用電高峰和低谷時(shí)期，其電力出現(xiàn)緊缺和浪費(fèi)的現(xiàn)象。電網(wǎng)運(yùn)行中線路運(yùn)損耗與用電高峰低谷差和時(shí)間有關(guān)系。研究表明，線路運(yùn)行時(shí)，其負(fù)荷不均衡時(shí)的損耗要均衡條件下的損耗，電能損耗和負(fù)荷的大小呈正相關(guān)。我們可以假設(shè)，從系統(tǒng)運(yùn)行來看，如果抽油機(jī)的運(yùn)行是如下狀況：（1）三相功率平衡；（2）電流波動(dòng)正常，無功功率的吸收恒定；（3）起動(dòng)電流或沖擊涌流較小；④功率因數(shù)恒定不變?yōu)?。在這些狀況下，抽油機(jī)能夠達(dá)到很好的節(jié)能效果，在這種設(shè)想下，人們創(chuàng)造了負(fù)荷質(zhì)量調(diào)節(jié)器，此設(shè)備通過無功和負(fù)序補(bǔ)償相結(jié)合、源濾波、短時(shí)有功支持等方式調(diào)節(jié)抽油機(jī)的負(fù)荷達(dá)到上述理想條件，從而改善抽油機(jī)的性能，達(dá)到節(jié)能的效果。

調(diào)整電壓，采用動(dòng)態(tài)電壓支撐技術(shù)

系統(tǒng)電壓對(duì)所有的用電設(shè)備運(yùn)行有很大的影響，用電設(shè)備的正常運(yùn)行是在額定電壓條件下，當(dāng)系統(tǒng)電壓相對(duì)于額定電壓來說較大時(shí)，就會(huì)因?yàn)殡妷夯螂娏鬟^大，而損壞用電設(shè)備的正常性能，甚至對(duì)設(shè)備造成損壞。尤其是對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說，如果運(yùn)行電壓過大，就會(huì)影響電磁轉(zhuǎn)矩，降低了設(shè)備的效率，降低使用壽命，增加電能耗損，甚至?xí)驗(yàn)殡妷汉皖l率的穩(wěn)定性、絕緣性、諧振情況等變化，無端地增加了電網(wǎng)能源的損耗，造成生產(chǎn)的浪費(fèi)。所以，針對(duì)電網(wǎng)的異常電壓波動(dòng)要有相應(yīng)的調(diào)整方法，相應(yīng)的措施主要有兩種：一種是調(diào)節(jié)發(fā)電動(dòng)機(jī)、變壓器等的輸出電壓；另一種措施是改變無功功率分布、線路參數(shù)等。第一種措施只能在電力系統(tǒng)無功電源充足的條件下使用，當(dāng)無功電源不充足時(shí)，為了減少發(fā)電機(jī)的無功功率負(fù)荷，往往要降低整個(gè)電網(wǎng)的電壓，即使采用調(diào)節(jié)變壓器分接頭等方法部分提高系統(tǒng)某部位的電壓水平，反而是增加了無功功率的消耗，如果不得不再次降壓，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行性能的不足，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。所以當(dāng)無功電源不充足，必須要在合適的地方設(shè)置無功補(bǔ)償裝置。一般說來，無功補(bǔ)償裝置可以有效減少線路輸出的無功功率，降低整個(gè)電路系統(tǒng)的電能消耗。

變頻調(diào)速技術(shù)及其改造

變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)于有大范圍調(diào)速要求的電動(dòng)機(jī)來說具有重要的作用，在油田生產(chǎn)的合適環(huán)節(jié)中，對(duì)電動(dòng)機(jī)采用變頻技術(shù)，能夠提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，減少空載運(yùn)行損耗。對(duì)已經(jīng)使用具有變頻技術(shù)電動(dòng)機(jī)的油區(qū)來說，可以對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的改造，以提高其節(jié)能效果。比如可以在變頻器的輸出一側(cè)加裝無源濾波器，這個(gè)濾波器的作用是有效地過濾掉變頻器輸出的高次諧波，使得給電動(dòng)機(jī)供電的電壓是理想的正弦波，這種方式可以減少諧波制動(dòng)和脈動(dòng)過程，大量的降低諧波輸出時(shí)需要的附加損耗，能夠提高電動(dòng)機(jī)的使用性能，提高其運(yùn)行使用率，降低電動(dòng)機(jī)電能損耗。

設(shè)計(jì)油田電氣節(jié)能方案，要積極的借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)合油田本身情況的前提下，采取一系列有效地技術(shù)手段，真正解決油田在電氣能源利用方面面臨的難題，減少電能在油田生產(chǎn)各個(gè)過程中的損耗，提高電能的利用效率，從而做到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)，提高油田的經(jīng)濟(jì)效益。（本文作者：費(fèi)躍 單位：大慶油田工程建設(shè)有限公司大慶油田路橋公司運(yùn)輸處）