北京节电保护装置的应用

 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。

    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。