补偿装置首次应用
直流调速驱动石油钻机(D型钻机)由于负载特性及调速性能好,成本适中,已在石油钻井行业广泛使用,由于系统为可控硅整流直流调速,主要负荷为绞车、转盘、泥浆泵,交流电机等,因此系统有如下特点:
(1) 无功电流大
(2) 功率因数低
(3) 无功变化快
(4) 电压波动大
(5) 电流谐波大
(6) 畸变率高
(7) 电压畸变率高
(8) 负载变化大
本公司针对该系统特点,成功开发出与之配套使用的有源动态谐波及无功补偿装置,产品已在70D钻机上成功的投入使用,产生了较大的经济效益,得到用户的好评。目前,该装置是国内首台有源动态谐波及无功补偿装置,在中石化集团西南石油局重庆钻井公司的70138井队使用。该设备由静止无功发生器(SVG)和有源电力滤波器(APF)组成,是一套运用总线通讯网络,实时智能在线监控 ,触摸屏控制 ,时域变换电流检测(TTA),谐波动态治理 ,功率因数动态补偿 ,高速数据运算(DSP),离散傅里叶变换(DFT)等前沿技术,采用高速开关器件的先进电力电子设备,是目前技术最先进的补偿类产品,相比采用无源器件的补偿装置,具有以下优点:
(1) 自身损耗低,约占2%;(采用无源器件的补偿装置自身损耗大于15%,节电不明显,相对比于采用无源器件的补偿装置,本公司有源产品节电效果明显,每个月比无源器件的补偿装置多节省十八万元以上,一年则多节省二百二十万元以上。)
(2) 节约设备投资;(70D钻机一般配备4台卡特匹勒柴油发电机,在最大负荷的情况下,一般启用3台,备用1台;而用本公司有源产品,在最大负荷情况下,只需启用2台,备用1台,节约了采购卡特柴油发电机的费用1台,约30万美金以上,并同时节约了采购并网装置的费用30万,以及单台柴油发电机的维护保养费用若干。)
(3) 不会与电网发生并联谐振;(采用无源器件的补偿装置在起下钻时,会烧毁自身设备甚至还会烧毁电网上的其它用电设备,而本公司有源产品则无此风险)
(4) 对电网频率波动不敏感;
(5) 设备自动限制输出电流,不会因过电流烧毁;
(6) 无级调节,不会出现过补偿;技术可靠,故障率低。
(7) 响应速度快;(采用无源器件的补偿装置在起下钻时,响应速度慢,并且不能无级调节,经常过补或者欠补,而且经常发生设备跳闸、烧毁等现象,完全不适应油田起下钻工况)。
经现场测试: 70D钻机在电网供电情况下,未投入该设备前,总电压谐波THDV>28%, 电网谐波电流THDI>25%、 系统功率因数在(0.37-0.57),每月缴纳的无功罚款数在37万-55万。投入该设备后由于功率因素上升到0.9以上,每月的电费仅交有功计量费用。总电压谐波,总谐波电流值下降了16%左右,大大的提高了电能质量。
70D钻机在柴油发电机组供电情况下,投入该设备后,将提高系统有功输出能力,减少柴油发电机组的并机数量,减少燃油消耗。