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北京节电保护装置的应用

编辑:北京电时惠智能科技有限公司时间:2021-10-29

 进入高含水期开发后,大庆油田的综合含水率提高,注水量和产液量增加,各类生产用电设备增多,电能消耗增加,同时,电网供电质量也不同程度地降低。所以在油田配电网中,推广较为成熟可靠的节能技术,有效地降低能源消耗,是油田今后可持续发展的必然趋势。本公司于2004年在部分生产设备上采用了一种新型的北京节电保护装置,其原理是从传统的“挖掘增加功率因数”到“挖掘畸变损耗—清洁电网”,这是一种节电理念的转变,是节能降耗的新思路。

    第一,北京节电保护装置原理:

    北京节电保护装置采用较新的半导体瞬态控制技术,实现了瞬态控制、实时滤波等功能,可在各低压配电场所使用,响应时间可达85秒。瞬间流量控制每分钟可以截获600次以上的瞬间流量,而普通设备很难截获到超过100次的瞬间流量(对比情况见图1,2)。采用超高速响应时间,消除绝大多数瞬流波,抑制部分谐波,使该电源成为一种平稳波形,净化该电源上下端的干扰波,使设备上不会产生由瞬流功产生的无功功率,也不会产生由瞬流功产生的“附加铁损,铜损”,从而有效地减少了对电能的浪费,提高了电源质量。

通常的安装布控方式是三层布控:即根据变压器容量,选择适当的北京节电保护装置,安装在变压器二次测(一级),主要是为了防止小电源系统产生的瞬流等污染影响其他用户,也防止大电网的污染进入小系统内,内堵外截,起到“防火墙”的作用;安装在次级配电系统或次级配电柜的输入节点(二级),使各子系统产生的谐波、瞬流污染互不影响,并防止形成环流影响其他设备;安装在终端用户(三级),为了减少投资,可根据负荷大小、性质和投资收益率,选择性地安装北京节电保护装置,从技术角度分析,电路节点越少,单机功率越大,所产生的谐波和瞬流污染就越大。

   北京节电保护装置概念:

   暂态流动是指在交流正弦电路中,电流和电压的暂态失真。调和与波动是其主要表现形式。其特点是超高压、超高速、超高频率。

   暂流源主要有两个方面:一是电力系统内部,如任何负载的启停和运行都会产生大量暂流源;第二,环境。雷击感应电压、临近大负荷的起停、电网干扰等,都会伴随着瞬态电流进入电力系统。此外,半导体整流、逆变装置及变频调速等电力电子设备,这些具有非线性、谐波丰富、冲击特     性及不平衡等特点的负荷也会影响供电网电源的质量。

  北京节电保护装置的功能和特点:

   1.减少电耗——减少谐波和瞬流引起的失真功耗,减少因瞬变引起的电感性负载电流损失和温度升高所引起的铜损耗、铁损耗,同时通过抑制瞬流,可有效防止因接触电阻增加而引起的能量损耗,节电达到10%~20%。

   2.防护装置——防止设备遭受雷击、瞬时电流冲击和瞬时电流污染,降低设备运行温度,延长设备使用寿命。

   3.干净的电源——抑制谐波和瞬时电流对供电环境的污染,减少由此引起的供电故障,减少损失;还可以减少因电源质量下降而引起的设备维护费用和折旧费用。

   4.于安装,可安装在任何已建成的低压配电设备上,无需维护,接线图见图3。

   5.以抑制电网干扰波为基础,实现节能的现有技术还有无源滤波器(LC滤波器)和有源滤波器,它们结构简单,成本低,但补偿特性受电网阻抗和运行状态的影响,容易过载,与系统发生并联谐振。主动式滤波器能够跟踪补偿频率和幅值变化的谐波,补偿特性不受电网阻抗的影响,但投资较大,不宜大面积推广。

   第二,现场实施情况:

  经实地调研论证,确定在北十八站、萨北21转油站和14-2注入站北京节电保护装置,3个站的用电设备基本包括离心泵、柱塞泵、螺杆泵及变频器等,具有较强的代表性,同时在试验期间3个站的运行状况基本保持不变,便于节能试验对比。特定配置方案是:

注入站14-2,总井数为21口,柱塞泵均采用变频调速控制,由于变频器在节能的同时会产生大量的电网污染,如谐波和瞬流;另外,由于注入泵是周期波动负荷,在运行过程中也会产生瞬流等污染,这些都与试验方案相一致。注站配电系统在试验期间,均采用单变压器供电。将1个北京节电保护装置安装在低压配电柜母线上,计量采用站内原有功电度表,流量计量采用现场流量计。已投入使用的6台柱塞泵(2台22kW,4台18.5kW)中,安装了6台北京节电保护装置和计量仪表。

转油站设在萨北21号,运行2#外输泵(90kW),设有北京节电保护装置1套,2#掺泵(90kW)设在2#外输泵(90kW)上,采用现场电度表和流量计进行计量。

聚北十八配制站,该站目前用电设备较多,各类机泵38台,且为自动控制,起动频繁,外输分散系统均采用变频控制。由于生产条件较复杂,且停产困难,故决定对其一套外输一套进行检测,需要检测4套搅拌器,2套外输泵,1套分散装置,共需安装7套北京节电保护装置和配套电度表。 

  第三,有几点认识:

  1. 配电系统安装北京节电保护装置后,节能效果明显,可在短期内收回投资,使企业节约了大量的电费支出,同时也提高了电网的质量,但应注意的是,对安装位置和数量的选择要论证。

  2.从试验数据中可以看出,节能保护装置对谐波有一定的抑制作用,起到了改善电网质量的作用,间接延长了机电设备的使用寿命,提高了电网的稳定性。

  3.北京节电保护装置的原理与其它节能设备不同,节电保护器是用来净化电网内瞬时电流等干扰波的,是对其它节能设备的补充和完善。