油田电网无功补偿的优化措施的探究

油田电网无功补偿的优化措施的探究

郭坤 ,金亮

山东泰开电力电子有限公司 山东省泰安市 271000

摘要：在油田企业生产中，生产负荷主要为电动机和变压器，均属于感性负荷，在运行过程中，功率因数较低，导致线路电流大，电压损耗高，变压器利用率低。在电网中安装无功补偿装置后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，降低线路电流，提高终端设备电压和变压器利用率，降低能耗。采用高压集中补偿、低压分组补偿和就地补偿的综合分级补偿方法，较好地应用了无功补偿装置。本文针对无功电容补偿装置，在水泥企业应用中遇到的故障问题进行了分析，并提出了对应的改造方法。通过实际验证，改造效果较好。

关键词：无功补偿；电容器；控制器；有功功率；无功功率；循环投切

中图分类号：TM715                  文献标识码：A

引言

为了保证输配电网系统的正常运行，有效控制功率损耗，通常在低压配电网中安装电容器无源功率补偿装置。随着科技进步，市场上出现了各种新式无功补偿装置，无功补偿装置的使用大幅增加了油田电网负荷设备的运行稳定性，同时符合国家绿色发展的理念，大大降低了生产中电能的浪费。在此基础上，讨论了无功补偿的概念、电网系统常用的无功补偿技术、油田电网系统中使用无功补偿的影响和常见的无功补偿方式，并提出了油田电网无功补偿的优化措施。

1 无功补偿的意义

现阶段，我国电力系统耗损可以划定为220kV及以上网损、110kV与35kV网损、10kV网损3个级别，在10kV供电网络中降损空间较大。10kV供电网络网损大的主要原因是网络架构和运作方法不科学、无功补偿装置配备不科学、管理方案不完善、配网内存在很多高耗能变电器等。电力负载包括用户有功功率负载、电网有功功率耗损、无功功率耗损等。其中，有功功率开关电源只集中于火电厂，而无功功率开关电源存在于火电厂，也可以依照电网的就地均衡标准安装在电网的每个负载点。无功负荷不可能都由发电机组提供，依靠长距离传送，这既不科学，也不太可能。因此，无功补偿对地区电网的经济发展具备核心意义。电压是电力系统的一个关键指标，电压合格直接关系到电网的安全、平稳、高品质发展，在负载端，电压质量是确保负载安全运行的关键。系统无功功率对电压有较大影响，无功负荷不足或过大可能导致电压降低或上升，特别严重时可能发生电压瘫痪。需要降低供配电变压器耗损，提升发电效率。在供电系统中进行无功补偿可以避免由长线或多段变电站运输无功负荷，可以分层次、分块进行就地均衡，并可依据负载或流程开展负荷调整。

2 油田电网无功补偿的优化措施

2.1 正确设定补偿点、补偿量

油田电网系统配电线路中的负荷设备在油田中分散分布，数量多、负荷点也多，且运行地点偏远，周边环境复杂，若无功补偿手段只选用高压集中式补偿，因油田电网功率不足所产生的问题就无法得到解决。所以在实际设计和安装方案中，常采用高压集中式补偿与分散式补偿相结合的无功补偿设计方案，这可以避免大部分电网所产生的问题，但缺点也很明显，即补偿点选点量增加和补偿量测定难度、复杂度增大。结合相关技术经验可知：在测定油田电网中负荷设备补偿量时，需要充分考虑变台容量、补偿点设置的周边环境，对于不满足安装条件的要及时进行调整，对补偿点的选择要仔细认真。补偿点选择不规范极易引发过补偿，从而造成油田电网的损失。根据实践得出的经验，设置补偿点的数量大于4个，产生的线损损耗最少。

2.2 掌握系统应用要求

当前，电压无功控制系统在实际运行过程中仍存在一定不足，实践经验较少，供电质量呈现一定不稳定性特征。为提升电压质量，应注重对电压无功控制系统的应用，提升配电系统运行的可靠性，并构建相应的单独子系统，以实现配电网电压无功控制系统智能化发展目标。首先，应注重对无功装置的安装，并佐以电容器组与线路压器等，为电压无功控制系统的运行提供支持。其次，应安装相应的控制补偿装置，提升对相关控制器的重视程度，引进新型的无功补偿控制装置，推动系统的自动化发展，保障电力系统运行的稳定性，助推电压质量的提升，为电力企业的发展提供助力。最后，应明确系统应用要点，并按照相应规范进行安装，最大限度发挥电压无功控制系统的效用，降低电力输送过程中的能源耗损，实现相应的节能目标，扩大电力企业的经济效益。

2.3 有效控制谐波干扰

油田企业需要重视谐波对油田电网的影响，并通过实验来测算谐波对油田电网的影响。实验过程中可以选取多台变压器，以保证测试数据的稳定性，并在相关测试的输送电路上安装变频装置。油田企业通过对测试数据的分析可以得到：在电力系统中正常供电频率是50Hz，3次谐波就是在50Hz的电路中夹杂有150Hz的交流正弦波，由于150Hz的交流正弦波是50Hz的3倍，因此称之为3次谐波。如果电路中只含有3次谐波，则可用电容器和电感器联合组成的单通滤波器滤去3次谐波，一般电抗率为12%左右。谐波对于油田电网会产生干扰，导致电网线路电流、设备不能正常运行，损耗及消耗增大等。同时，谐波会干扰油田中的生产设备，使需求容量增大，进而导致无功补偿电容器对电网进行补偿作业时产生大量的热，造成补偿电容器的使用寿命大大降低和补偿设备的浪费，从而增加油田其他不必要的生产成本。因此，需在油田电网变电站的高压输送的进线上安装消谐波器，以消除谐波对油田电网产生的影响。

2.4 提高系统运行数据监测水平

进行无功补偿与电压无功控制时，需要监测智能电网的电压与电流等运行参数，并构建长效监测机制，提升对设备运行状态的了解程度，及时发现其中存在的风险。需要选取有价值的数据，判定系统的运行情况，使得电压质量满足要求，以满足人们的用电需求，为人们带来品质更佳的电力服务。同时，应引进先进的电子监控技术，提升数据收集水平，并制定相应的预防对策，确保相关设备运行稳定，推动供电目标的实现，让电压阈值维持在适宜的范围内。在地区电网运行过程中，需要收集配电网与设备的运行数据，并以此为依据，制定适宜的运行方案，然后以遥控手段控制不同设备，提升设备运行的自动化水平，充分发挥设备运行成效，提升设备利用率，改善配电网电压质量，降低配电网运行过程中的电能耗损，为节能降耗目标的实现打下坚实基础。

3 结束语

无功补偿技术对新时代技术背景下的油田电网在生产活动中有很大影响。有效利用无功补偿技术可以更好地控制输配电系统中因设备问题产生的功率损耗，确保油田生产中相关电气设备的电压始终稳定，既保证了生产的安全稳定，又达到了节能环保的目的。因此，油田企业的负责人和相关工作人员需要重视无功补偿技术，并根据企业生产的实际情况采取有效措施优化电网中的无功补偿，保证生产过程中电网的稳定，提高油田企业的生产效率。

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