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北京節電保護裝置的應用

編輯:北京電時惠智能科技有限公司時間:2021-10-29

 進入高含水期開發后,大慶油田的綜合含水率提高,注水量和產液量增加,各類生產用電設備增多,電能消耗增加,同時,電網供電質量也不同程度地降低。所以在油田配電網中,推廣較為成熟可靠的節能技術,有效地降低能源消耗,是油田今后可持續發展的必然趨勢。本公司于2004年在部分生產設備上采用了一種新型的北京節電保護裝置,其原理是從傳統的“挖掘增加功率因數”到“挖掘畸變損耗—清潔電網”,這是一種節電理念的轉變,是節能降耗的新思路。

    第一,北京節電保護裝置原理:

    北京節電保護裝置采用較新的半導體瞬態控制技術,實現了瞬態控制、實時濾波等功能,可在各低壓配電場所使用,響應時間可達85秒。瞬間流量控制每分鐘可以截獲600次以上的瞬間流量,而普通設備很難截獲到超過100次的瞬間流量(對比情況見圖1,2)。采用超高速響應時間,消除絕大多數瞬流波,抑制部分諧波,使該電源成為一種平穩波形,凈化該電源上下端的干擾波,使設備上不會產生由瞬流功產生的無功功率,也不會產生由瞬流功產生的“附加鐵損,銅損”,從而有效地減少了對電能的浪費,提高了電源質量。

通常的安裝布控方式是三層布控:即根據變壓器容量,選擇適當的北京節電保護裝置,安裝在變壓器二次測(一級),主要是為了防止小電源系統產生的瞬流等污染影響其他用戶,也防止大電網的污染進入小系統內,內堵外截,起到“防火墻”的作用;安裝在次級配電系統或次級配電柜的輸入節點(二級),使各子系統產生的諧波、瞬流污染互不影響,并防止形成環流影響其他設備;安裝在終端用戶(三級),為了減少投資,可根據負荷大小、性質和投資收益率,選擇性地安裝北京節電保護裝置,從技術角度分析,電路節點越少,單機功率越大,所產生的諧波和瞬流污染就越大。

   北京節電保護裝置概念:

   暫態流動是指在交流正弦電路中,電流和電壓的暫態失真。調和與波動是其主要表現形式。其特點是超高壓、超高速、超高頻率。

   暫流源主要有兩個方面:一是電力系統內部,如任何負載的啟停和運行都會產生大量暫流源;第二,環境。雷擊感應電壓、臨近大負荷的起停、電網干擾等,都會伴隨著瞬態電流進入電力系統。此外,半導體整流、逆變裝置及變頻調速等電力電子設備,這些具有非線性、諧波豐富、沖擊特     性及不平衡等特點的負荷也會影響供電網電源的質量。

  北京節電保護裝置的功能和特點:

   1.減少電耗——減少諧波和瞬流引起的失真功耗,減少因瞬變引起的電感性負載電流損失和溫度升高所引起的銅損耗、鐵損耗,同時通過抑制瞬流,可有效防止因接觸電阻增加而引起的能量損耗,節電達到10%~20%。

   2.防護裝置——防止設備遭受雷擊、瞬時電流沖擊和瞬時電流污染,降低設備運行溫度,延長設備使用壽命。

   3.干凈的電源——抑制諧波和瞬時電流對供電環境的污染,減少由此引起的供電故障,減少損失;還可以減少因電源質量下降而引起的設備維護費用和折舊費用。

   4.于安裝,可安裝在任何已建成的低壓配電設備上,無需維護,接線圖見圖3。

   5.以抑制電網干擾波為基礎,實現節能的現有技術還有無源濾波器(LC濾波器)和有源濾波器,它們結構簡單,成本低,但補償特性受電網阻抗和運行狀態的影響,容易過載,與系統發生并聯諧振。主動式濾波器能夠跟蹤補償頻率和幅值變化的諧波,補償特性不受電網阻抗的影響,但投資較大,不宜大面積推廣。

   第二,現場實施情況:

  經實地調研論證,確定在北十八站、薩北21轉油站和14-2注入站北京節電保護裝置,3個站的用電設備基本包括離心泵、柱塞泵、螺桿泵及變頻器等,具有較強的代表性,同時在試驗期間3個站的運行狀況基本保持不變,便于節能試驗對比。特定配置方案是:

注入站14-2,總井數為21口,柱塞泵均采用變頻調速控制,由于變頻器在節能的同時會產生大量的電網污染,如諧波和瞬流;另外,由于注入泵是周期波動負荷,在運行過程中也會產生瞬流等污染,這些都與試驗方案相一致。注站配電系統在試驗期間,均采用單變壓器供電。將1個北京節電保護裝置安裝在低壓配電柜母線上,計量采用站內原有功電度表,流量計量采用現場流量計。已投入使用的6臺柱塞泵(2臺22kW,4臺18.5kW)中,安裝了6臺北京節電保護裝置和計量儀表。

轉油站設在薩北21號,運行2#外輸泵(90kW),設有北京節電保護裝置1套,2#摻泵(90kW)設在2#外輸泵(90kW)上,采用現場電度表和流量計進行計量。

聚北十八配制站,該站目前用電設備較多,各類機泵38臺,且為自動控制,起動頻繁,外輸分散系統均采用變頻控制。由于生產條件較復雜,且停產困難,故決定對其一套外輸一套進行檢測,需要檢測4套攪拌器,2套外輸泵,1套分散裝置,共需安裝7套北京節電保護裝置和配套電度表。 

  第三,有幾點認識:

  1. 配電系統安裝北京節電保護裝置后,節能效果明顯,可在短期內收回投資,使企業節約了大量的電費支出,同時也提高了電網的質量,但應注意的是,對安裝位置和數量的選擇要論證。

  2.從試驗數據中可以看出,節能保護裝置對諧波有一定的抑制作用,起到了改善電網質量的作用,間接延長了機電設備的使用壽命,提高了電網的穩定性。

  3.北京節電保護裝置的原理與其它節能設備不同,節電保護器是用來凈化電網內瞬時電流等干擾波的,是對其它節能設備的補充和完善。


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