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谐波治理案例

Case

谐波治理旗舰 无功补偿先锋——青岛绿波杰能

油田谐波及其谐波治理

       油田系统中的主要的波动性、冲击性用电设备有原油机泵、天然气压缩机、油井电潜泵、污水泵、注水泵、电脱盐装置、电脱水装置、增压泵、转油泵、压缩机等等。

       根据青岛绿波杰能20余年的不完全统计,风机泵类负荷加装变频器之后,节电率一般是在20~60%;大多数压缩机类负荷的节电率一般都是≥25%。

       油田系统中的主要负荷为泵类和压缩机类,再加上变频器在泵类和压缩机类优异的节能效果,所以,变频器普及的这股风刮到油田上,也就完全是在情理之中了。


一、加装变频器导致的负面问题清单

       硬币有两面,变频器也不例外,变频器有无级调速、节能等诸多优势,同时,也带来了如下的问题:

1、变频器导致了油田供电系统的电流波形、电压波形的畸变,产生了大量谐波;

2、变频器导致了油田供电系统产生了电压波动;

3、变频器导致了油田供电系统产生了闪变;

4、变频器导致了油田供电系统产生了三相不平衡;

5、变频器削弱和干扰油田电网经济运行;

6、变频器常常会导致油田设备非正常启停;

7、变频器会导致油田电力计量仪表的误差增大;

8、变频器大大降低油田电网的安全性、稳定性、可靠性、经济性。

       综上所述,对油田电网进行谐波治理,已经迫在眉睫。


二、油田供电网络污染的现状

       根据青岛绿波杰能对某油田的谐波状况进行检测,结论如下:

测试位置 变电所母线 变电所馈出线 低压变频器电源侧
样本数量 80 218 36
超标数量 78 13 27
检测结果 超标率平均为2.5% 超标率平均为6% 超标率平均为75%
影响要素 与高压侧变压器短路容量大,而且变电所距离谐波源距离比较远,与谐波的衰减有关 馈出线谐波电流超标的主要原因在于这些馈出线所带低压负荷安装了换流设备(变频器为主) 变频器谐波超标主要是因为变频器采用了整流装置及逆变装置,这些装置在运行过程中都会产生谐波

三、油田故障及其成因分析

油田故障名称 实测结果 成因分析
频繁过电压 谐波电流畸变率≥28% 增加变频器之后出现该问题
高压电缆被击穿 谐波电流畸变率≥25.2% 增加变频器之后出现该问题
避雷针被击穿 谐波电流畸变率≥26.9% 增加变频器之后出现该问题
线路速断保护跳闸 谐波电流畸变率≥23% 增加变频器之后出现该问题

四、油田谐波治理方案

       油田谐波治理方案整体来说,有两种,一种是集中治理,一种是就地治理,两种方案各有千秋,需要根据油田谐波的具体表现情况来具体分析、确定。

集中谐波治理 就地谐波治理
谐波治理产品名称 谐波治理效果 投资额度 谐波治理产品名称 谐波治理效果 投资额度
高压无源滤波器(定制) 很好 很高 变频器输入/输出滤波器 较低
低压无源滤波器(定制) 很好 很高 变频器输入/输出/直流电抗器 较低
高压有源谐波滤波器APF 最好 最高 LCL谐波滤波器 较好 较高
低压有源谐波滤波器APF 最好 最高 Du/Dt滤波器及正弦波滤波器 较好 较高

五、某油田谐波治理效果

       青岛绿波杰能应某油田的邀请,对其油田供电系统的谐波进行了实地测量,并根据现场实际情况,结合客户的谐波治理的具体要求,决定采用定制无源低压滤波器的方案。定制无源滤波器投入使用后,实际谐波测量结果如下:

测试地点 电压谐波总畸变率 电流谐波总畸变率 降幅平均值
无源滤波器投运前 无源滤波器投运后 无源滤波器投运前 无源滤波器投运后 总电压谐波畸变率 总电流谐波畸变率
1号测量点 4.32 1.48 32.12 4.96 65.74 84.56
2号测量点 4.78 1.21 33.86 4.06 74.69 88.01
3号测量点 5.56 2.29 46.87 10.53 58.81 77.53
4号测量点 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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