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諧波治理案例

Case

諧波治理旗艦 無功補償先鋒——青島綠波杰能

油田諧波及其諧波治理

       油田系統中的主要的波動性、沖擊性用電設備有原油機泵、天然氣壓縮機、油井電潛泵、污水泵、注水泵、電脫鹽裝置、電脫水裝置、增壓泵、轉油泵、壓縮機等等。

       根據青島綠波杰能20余年的不完全統計,風機泵類負荷加裝變頻器之后,節電率一般是在20~60%;大多數壓縮機類負荷的節電率一般都是≥25%。

       油田系統中的主要負荷為泵類和壓縮機類,再加上變頻器在泵類和壓縮機類優異的節能效果,所以,變頻器普及的這股風刮到油田上,也就完全是在情理之中了。


一、加裝變頻器導致的負面問題清單

       硬幣有兩面,變頻器也不例外,變頻器有無級調速、節能等諸多優勢,同時,也帶來了如下的問題:

1、變頻器導致了油田供電系統的電流波形、電壓波形的畸變,產生了大量諧波;

2、變頻器導致了油田供電系統產生了電壓波動;

3、變頻器導致了油田供電系統產生了閃變;

4、變頻器導致了油田供電系統產生了三相不平衡;

5、變頻器削弱和干擾油田電網經濟運行;

6、變頻器常常會導致油田設備非正常啟停;

7、變頻器會導致油田電力計量儀表的誤差增大;

8、變頻器大大降低油田電網的安全性、穩定性、可靠性、經濟性。

       綜上所述,對油田電網進行諧波治理,已經迫在眉睫。


二、油田供電網絡污染的現狀

       根據青島綠波杰能對某油田的諧波狀況進行檢測,結論如下:

測試位置 變電所母線 變電所饋出線 低壓變頻器電源側
樣本數量 80 218 36
超標數量 78 13 27
檢測結果 超標率平均為2.5% 超標率平均為6% 超標率平均為75%
影響要素 與高壓側變壓器短路容量大,而且變電所距離諧波源距離比較遠,與諧波的衰減有關 饋出線諧波電流超標的主要原因在于這些饋出線所帶低壓負荷安裝了換流設備(變頻器為主) 變頻器諧波超標主要是因為變頻器采用了整流裝置及逆變裝置,這些裝置在運行過程中都會產生諧波

三、油田故障及其成因分析

油田故障名稱 實測結果 成因分析
頻繁過電壓 諧波電流畸變率≥28% 增加變頻器之后出現該問題
高壓電纜被擊穿 諧波電流畸變率≥25.2% 增加變頻器之后出現該問題
避雷針被擊穿 諧波電流畸變率≥26.9% 增加變頻器之后出現該問題
線路速斷保護跳閘 諧波電流畸變率≥23% 增加變頻器之后出現該問題

四、油田諧波治理方案

       油田諧波治理方案整體來說,有兩種,一種是集中治理,一種是就地治理,兩種方案各有千秋,需要根據油田諧波的具體表現情況來具體分析、確定。

集中諧波治理 就地諧波治理
諧波治理產品名稱 諧波治理效果 投資額度 諧波治理產品名稱 諧波治理效果 投資額度
高壓無源濾波器(定制) 很好 很高 變頻器輸入/輸出濾波器 較低
低壓無源濾波器(定制) 很好 很高 變頻器輸入/輸出/直流電抗器 較低
高壓有源諧波濾波器APF 最好 最高 LCL諧波濾波器 較好 較高
低壓有源諧波濾波器APF 最好 最高 Du/Dt濾波器及正弦波濾波器 較好 較高

五、某油田諧波治理效果

       青島綠波杰能應某油田的邀請,對其油田供電系統的諧波進行了實地測量,并根據現場實際情況,結合客戶的諧波治理的具體要求,決定采用定制無源低壓濾波器的方案。定制無源濾波器投入使用后,實際諧波測量結果如下:

測試地點 電壓諧波總畸變率 電流諧波總畸變率 降幅平均值
無源濾波器投運前 無源濾波器投運后 無源濾波器投運前 無源濾波器投運后 總電壓諧波畸變率 總電流諧波畸變率
1號測量點 4.32 1.48 32.12 4.96 65.74 84.56
2號測量點 4.78 1.21 33.86 4.06 74.69 88.01
3號測量點 5.56 2.29 46.87 10.53 58.81 77.53
4號測量點 5.18 1.08 35.39 4.05 79.15 88.56
平均值 4.96 1.52 37.06 5.90 69.60 84.66

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