1、引言 電能是油田生產(chǎn)的重要動力，隨著油田油氣勘探開發(fā)的深入，用電量將不斷增大，減少電能在生產(chǎn)輸送、分配及利用中的耗費，提高電能的利用效率，對于保證油田正常生產(chǎn)，提高油田經(jīng)濟效益有著十分重要的意義。 目前，我國油田大部分采油廠已進入開發(fā)后期，綜合含水都己達到80％以上，部分油田已超過90％。隨著含水率的上升，采出總液量不斷增加，能耗迅速增長。由于油田電網(wǎng)的接線方式多采用干線式或放射式．特點是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費用少，運行方便，但問題在于線路較長時，線路末端電壓偏低，致使抽油機（異步電動機）不能在額定電壓下運行，無法獲得最佳效率，使得電動機轉(zhuǎn)差增大，繞組溫度升高，加速絕緣老化，影響電動機壽命，電壓降低還使得電網(wǎng)功率損耗顯著增加加大。同時，油田電網(wǎng)主要負荷是作為抽油機原動機使用的異步電動機，屬感性負荷，運行時需從系統(tǒng)吸收無功功率，使供電設(shè)備及線路的能量和電壓損失加大。 根據(jù)實地調(diào)研，約有40％左右的電力用于機械采油，抽油機單井負荷變化幅度大、變化頻率高，功率因數(shù)在一個沖程中可由0.1變至0.9，造成負荷接入點的電壓波動較大?，F(xiàn)場調(diào)研同時發(fā)現(xiàn)，在油區(qū)未配置就地無功補償措施。當然，這種負荷的無功補償難度極大。采用常規(guī)的并聯(lián)電容器是不能滿足抽油機負荷特性的，不是欠補償就是過補償。而采用交流接觸器控制電容器投切的補償模式雖然可改善固定靜電電容器的補償方式，但依然不能很好適應(yīng)抽油機交變負荷的特性，補償效果不理想。 油區(qū)內(nèi)油井酉己電變壓器有以下幾種模式：一臺變壓器帶一口井、帶兩口抽油井、帶多口井的情況，變壓器到油井饋線長度一般小于20 m。一般而言，抽油機配套電動機最小10 kW，最大55 kW等各種規(guī)格，電動機基本更換為節(jié)能電動機。注水站普遍采用變頻器對注水泵供電方式，壓縮機部分采用變頻器供電，部分采用軟起動方式以便實現(xiàn)節(jié)能和限制起動電流的雙重效果。 由上述情況看，油田在地面電氣部分的節(jié)能降耗具有很大潛力。 2、典型油區(qū)現(xiàn)場調(diào)研 某油區(qū)電網(wǎng)經(jīng)由35kV變電站降壓至6 kV送至各配電變壓器，6 kV配電線路共5條，長度約33 km，變壓器59臺，總裝機容量約8 780kVA。配電變壓器降壓至400 v，就近給油井抽油機、壓縮機、注水泵、集輸泵等負荷供電，實際用電負荷總?cè)萘考s2 000 kVA，年耗電量1 500萬kW.h。對油區(qū)若干典型負荷的重要測點進行了測量，以下是測量數(shù)據(jù)和相應(yīng)分析。 2.1 注水泵變頻器輸入側(cè) 對注水站某注水泵的電能情況進行了測試，該泵電動機由變頻器供電。分別在變頻器輸入側(cè)和輸出側(cè)對電壓、電流、功率因數(shù)、有功和無功功率等信號進行了測量。 線電壓波形有輕微平頂，含有少量5次（3.12％）、7次（2.31％）諧波，峰值因數(shù)為1.4。電流為馬鞍形波形，是典型的6脈動整流電路產(chǎn)生的波形。由電流諧波在系統(tǒng)輸入阻抗上的諧波壓降使得電壓中也含有同次數(shù)的諧波分量，會明顯影響到連接到該電源進線的其他用電設(shè)備的運行。 線電流中含有5（37.6％）、7（19.2％1、11（10.1％）、13、17、19、23、25等次諧波，諧波非常豐富。電流波形的峰值因數(shù)為l.8，嚴重畸變。輸入變頻器的總視在功率為51.2 kVA，有功功率為36.1 kW，無功功率為36.3 kvar。功率因數(shù)為0.71?？梢姡冾l器輸入功率因數(shù)較低，諧波含量大。大量變頻器同時運行，對系統(tǒng)的總體能耗有較大影響，主要體現(xiàn)在增加配電線路線損和變壓器附加損耗及對其他設(shè)各的能耗影響上。 2.2 變頻器輸出側(cè) 變頻器輸出側(cè)即為注水泵電動機的輸入側(cè)。圖l為變頻器輸出的線電壓、線電流波形。其中基波頻率40.8Hz，同時含有極為豐富的諧波成分。輸出電壓為單極性PWM調(diào)制的方波脈沖，具有很高的上升、下降沿，即du/dt極高。若通過電纜線路給電動機類負載供電，不但司能在電動機端形成高幅值的行波反射，導(dǎo)致電動機絕緣老化，損傷，還將顯著增大電動機的能耗，大大降低電動機的效率。電壓、電流頻譜，諧波中含有大量對電動機制動性質(zhì)、脈動的功率，嚴重影響了電動機效率，增大了能耗。電流諧波含量非常豐富，波形的峰值因數(shù)高達7.2，諧波總畸變率達到90％。這樣的電流流經(jīng)電動機繞組，必然會引起相當比例的、無效的有功損耗。電流諧波的困擾表現(xiàn)的另一個方面是導(dǎo)致電動機的功率因數(shù)很低，僅0.26。 [ALIGN=CENTER] 圖1 變頻器輸出側(cè)線電壓、線電流波形[/ALIGN] 分析表明，配置的變頻器沒有輸出濾波器環(huán)節(jié)，導(dǎo)致高頻諧波分量豐富，顯著增加了電動機的功耗。 2.3 抽油機測點 抽油機的供電側(cè)電壓波形完好，諧波含有率很低，總諧波畸變率為0.7％，電流波形近似正弦，總諧波畸變率為2.7％，主要是含有小于5％的5次和7次諧波分量。圖2 是供電電壓、電流的連續(xù)臨測曲線。 波形表明，抽油機的往復(fù)工況，使得功率因數(shù)在0.1～0.9范圍內(nèi)往復(fù)變化，平均功率因數(shù)很低，約0.4左右，具有很大的節(jié)能潛力。電流在30.63～41.71 A問變化，波動率為30.3％。改善負荷電流的穩(wěn)定（削峰平谷）性是可考慮的有效方案。圖3為供電功率的連續(xù)監(jiān)測曲線，負荷功率波動范圍很大，在3.67——15.1 kW范圍內(nèi)波動，波動率為134％。2.4 壓縮機測點 供電電壓波形較好，諧波含有率較低，總諧波畸變率為2.4％，電流波形近似正弦，總諧波畸變率為2.2％，主要是含有小于3％的5次諧波分量。 [ALIGN=CENTER] 圖2 供電電壓、電流的連續(xù)監(jiān)測曲線 圖3 供電功率的連續(xù)監(jiān)測曲線[/ALIGN] 壓縮機功率因數(shù)在較大范圍內(nèi)往復(fù)變化，需要配置動態(tài)無功補償設(shè)備提高功率因數(shù)，降低變壓器容量。 供電電壓在388.3～400.1V間變化，波動率為3.O％，電壓波動率滿足要求。電流在255.5～311.6A間變化，波動率為19.9％。負荷功率波動范圍很大，在88.2～123 kW范圍內(nèi)波動，波動率為33.1％。也可通過改善負荷電流的穩(wěn)定性挖掘節(jié)能潛力。 3、綜合節(jié)能方案 根據(jù)油區(qū)的現(xiàn)場調(diào)研和實測，適合油田配電網(wǎng)和負載的節(jié)能降耗原則為：固定補償與動態(tài)調(diào)節(jié)補償相結(jié)合；分散補償與集中補償相結(jié)合：低壓補償與高壓補償相結(jié)合：調(diào)壓補償與降損補償相結(jié)合：無功補償和諧波抑制相結(jié)合的綜合節(jié)能技術(shù)方案。具體而言，有以下7點節(jié)能思路：①改善功率因數(shù)。②合理選擇變壓器容量和型式。③平衡負荷、削峰平谷。④變頻調(diào)速技術(shù)及其改造。⑤動態(tài)無功補償和諧波抑制。⑥電壓調(diào)整和動態(tài)電壓支撐。⑦提高配網(wǎng)電壓等級，增大導(dǎo)線截面。 3.1 改善功率因數(shù) （1）合理使用異步電動機，減少線路輸送的無功功率。油田電網(wǎng)中異步電動機消耗的無功功率為 式中，是電動機空載運行時所需的無功功率；和分別是額定負載運行時的有功與無功功率；是電動機實際負載。顯然，有功負荷減少，負載系數(shù)β降低，無功負載只有小部分按減少，大部分維持不變，與有功需要量減少不成比例，功率因數(shù)變壞。所以選擇電動機的容量，應(yīng)盡量接近其所帶負載?？梢杂眯ｒ灩β室驍?shù)最低饋電線路的方法，找出負荷不足的電動機，用鉗形電流或利用測量負荷曲線的辦法確定適當容量，用小容量電動機代替負荷不足的大容量電動機避免大馬拉小車。 （2）增設(shè)無功補償裝置。 當依靠提高自然功率因數(shù)的辦法，不能滿足經(jīng)濟運行對功率因數(shù)的要求時，需增設(shè)無功補償裝置，根據(jù)油田電網(wǎng)特點，補償裝置一般選用靜電電容器，補償方式可采用集中補償和個別補償相結(jié)合的辦法。為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的容量，可將其連成若干組，根據(jù)負荷變化分組投入或切除。提高功率因數(shù)所需的補償容量可按下式計算 式中，是補償電容器容量；是有功負荷；是功率因數(shù)改變前的相位角；是功率因數(shù)改變后的相位角。 但現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn)，抽油機井每分鐘沖次8～12次，全天工作，功率因數(shù)在O.1～0.9大范圍內(nèi)變化，采用根據(jù)負荷變化投切電容器的做法很難滿足要求。表現(xiàn)為．補償容量不連續(xù)，為分級投切，達不到最佳補償效果；暫態(tài)瞬變過程多、對系統(tǒng)沖擊大；電容器等元件設(shè)備容易損壞；在諧波環(huán)境下補償裝置拒投以及可能造成諧波放大等問題。 考慮到油區(qū)6 kV配電網(wǎng)末端由配電變壓器降壓至400 V電壓等級對抽油機井供電，且400 v線路長度不超過20 m，因此，單臺變壓器帶多口井情況下，就地動態(tài)功率因數(shù)補償最合理的位置應(yīng)為6kV/0.4 kV降壓變壓器的高壓側(cè)。圖4 所示為低壓動態(tài)無功補償設(shè)備主電路拓撲圖，該拓撲接入變壓器6 kV側(cè)和固定電容器組，實施動態(tài)無功補償（無功就地補償）。 [ALIGN=CENTER] 圖4 新型動態(tài)無功補償主電路拓撲[/ALIGN] 圖4為新型動態(tài)無功電源的原理接線圖，圖中只畫出兩組模塊，可通過增加模塊增大無功電源容量。升壓變壓器為接線，裝置通過變壓器接入不同的電壓等級（6～35 kV）。低壓側(cè)有兩個繞組，分別是星、三角形接線，其線圈匝比為，線電壓取400V。每個模塊由兩組三角形接線的TCR支路構(gòu)成，一組接入變壓器△繞組，另一組接入Y繞組，每條支路均可采用相控或投切模式。當所需容量很大時，可以并聯(lián)多組模塊運行，任意時刻只有一組模塊為相控方式。 通過控制每個TCR支路的晶閘管控制角α在90°～180°之間變化，實現(xiàn)0～最大容量范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電抗器電流。由于采用相控方式，支路中會產(chǎn)生高次諧波，在正負半波觸發(fā)脈沖對稱時，基波及諧波電流的幅值僅由控制角α確定。研究表明，上述結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)12脈動效果，即動態(tài)無功電源注入系統(tǒng)的諧波電流的次數(shù)為12/k±1，k為正整數(shù)。在大容量方式下時，由于相控模塊只有一組，則諧波含量更小。動態(tài)無功補償裝置不需要任何附加濾波裝置，注人系統(tǒng)的諧波便能達到國標要求。 3.2 合理選擇變壓器容量和型式 油田現(xiàn)有變壓器容量過剩，“大馬拉小車”現(xiàn)象非常嚴重。許多配電站均為兩臺變壓器并列運行，配電變壓器運行效率較低。因此，應(yīng)對系統(tǒng)本身的運行方差異較大：小同容量的配電變壓器其損耗也不相同；功率因數(shù)的變化對變壓器損耗影響較大。 目前采油廠電網(wǎng)中尚有S7等非節(jié)能型變壓器在運行。其銅損和鐵損高，月老化嚴重，維護工作量增大。針對變壓器在配電網(wǎng)絡(luò)電能消耗中的影響，采用裝配低損耗配電變壓器，加裝束端低壓電容器加強運行管理，合理調(diào)配變壓器容量等措施，對配電網(wǎng)絡(luò)中所使用的變壓器予以調(diào)整，使其運行在最佳工作狀態(tài)。 對于大量變壓器帶單井或取井的吏際情況，負載功率不大，最大功率抽油機僅為55 kW，可考慮低壓側(cè)晶閘重開關(guān)電容～（Thyristor Switched Capacitor，TSC）補償方式，可動態(tài)補償抽油機無功需求，顯著降低對變壓器視在功率的要求，降低變壓器總?cè)萘?，實現(xiàn)節(jié)能降耗目的。 系統(tǒng)處于三相小平衡運行時，其電壓、電流中含大量負序分量。由于負序分量的存在，三相小平衡對電氣設(shè)備產(chǎn)生不良影響。 負序電壓產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使感應(yīng)電動機的最大轉(zhuǎn)矩和輸出功率下降，還可能引起電動機振動。由于電動機的負序電抗很小（只有正序電抗的1/5～1/7），所以負序電壓產(chǎn)生的負序電流很大．使電動機的銅損增加。銅損的加大不僅使電動機效率降低，同時使電動機過熱，導(dǎo)致絕緣老化過程加快。 變壓器處于不平衡負載下運行時，如果其中一相電流已經(jīng)先達到變壓器額定電流，則其余兩相電流只能低于額定電流。此時，變壓器容量得不到充分利用。例如三相變壓器供電給單相線電壓負載時，變壓器的利用率約為57.7％；如果供電給單相相電壓負載，則變壓器的利用率僅為33．3％；如果處于不平衡負載下運行時仍要維持額定容量，將會造成變壓器局部過熱，損耗增加。 TSC的分相控制模式可以平衡三相負載，提高變壓器容量利用率，實現(xiàn)節(jié)能效益。 3.3 平衡負荷、削峰平谷 由于電能具有不能存儲的特點，電網(wǎng)運行中用電負荷又隨時間而變化，造成在用電高峰期，電力短缺，用電低谷期，發(fā)電容量浪費的現(xiàn)象。線路運行中產(chǎn)生的損耗不僅與峰谷差有關(guān)，還與峰谷持續(xù)時間長短有關(guān)。研究表明，線路負荷不均衡時的損耗大于負荷均衡條件下運行的損耗。負荷越均衡，電流變化的增量越小，則損耗越小。這說明線路損耗的大小不但和電流增量大小有關(guān)，還和各增量持續(xù)時間長短有關(guān)。 抽油機工作中的每個沖次吸收的電流最小值和最大值問差別極其顯著，負荷電流波動很大，造成線損比例很高。 可以設(shè)想，從系統(tǒng)側(cè)看，如果抽油機的運行特性滿足下列條件：①吸收穩(wěn)定、無諧波的正弦電流；②三相功率平衡；③沒有沖擊涌流或大的起動電流｛④功率因數(shù)為l。則抽油機的節(jié)能問題會迎刃而解。 因此，負荷質(zhì)量調(diào)節(jié)器（Unified Load QualityConditioner，ULQC）的概念應(yīng)運而生，它的主電路拓撲實質(zhì)是并聯(lián)型電力有源濾波器（APF）的直流母線上配置了儲能設(shè)薔及其斬波控制電路，ULQC和負荷并聯(lián)運行，通過有源濾波、無功和負序補償、短時有功支持等作用使得從系統(tǒng)側(cè)看負荷達到上述理想抽油機負荷的條件，實現(xiàn)改善用電質(zhì)量和節(jié)能的目標。ULQC是基于超級電容儲能控制系統(tǒng)的補償裝置（如圖5所示），可提供短時有功支持減小負荷沖擊擾動的功能。超級電容是近年來出現(xiàn)的一種新型儲能元件，與電池儲能相比具有許多顯著的優(yōu)勢，在特定應(yīng)用場合已經(jīng)顯示出取代電池的趨勢。 ULQC是基于IGBT的三相電壓源變流器．超級電容通過DC—DC變換連接到ULQC的高壓直流母線上。電路拓撲如圖5所示。圖中VT[SUB]1[/SUB]～VT[SUB]6[/SUB]構(gòu)成ULQC逆變器，除了具有濾波及動態(tài)無功補償功能外，由于設(shè)置了儲能系統(tǒng)，還口可以短時間內(nèi)向負荷提供有功功率。當然，在負荷由重載突變?yōu)檩p載、甚至空載時，也可以快速吸收突減的有功功率，避免系統(tǒng)電壓的劇烈變動。C[SUB]S[/SUB]是超級電容，單體電容的耐壓很低，一般低于3v，因此實際應(yīng)用中要將大量的電容器串聯(lián)，達到可用的電壓水平。當需要ULQC進行有功補償時，通過Ⅵ[SUB]8[/SUB]構(gòu)成的升壓電路將超級電容端電壓升至需要的直流母線電壓，并保持在規(guī)定的電壓值附近，VT[SUB]1[/SUB]～VT[SUB]6[/SUB]作為PWM逆變器工作；而需要對C[SUB]S[/SUB]充電或吸收部分有功功率時，通過VT[SUB]7[/SUB]構(gòu)成的降壓電路完成，VT[SUB]1[/SUB]～VT[SUB]6[/SUB]作為PWM整流器工作。抽出ULQC直流電容中點町以構(gòu)成三相四線制系統(tǒng)，此時需要增設(shè)一個橋臂控制中線電位。 [ALIGN=CENTER] 圖5 負荷質(zhì)量調(diào)節(jié)器[/ALIGN] 對于波動負荷，系統(tǒng)可以維持輸出一基本恒定的功率，波動功率部分由ULQC補償。當負荷汲取的有功功率小于系統(tǒng)提供的基本功率，則功率差值被ULQC吸收，對超級電容儲能系統(tǒng)充電，ULQC的換流器工作于高頻整流模式；當負荷汲取的有功功率大于系統(tǒng)提供的基本功率，則功率差值由ULQC提供，超級電容儲能系統(tǒng)放電，ULQC的換流器工作于高頻逆變模式。 3.4 變頻調(diào)速技術(shù)及其改造 對于有大范圍調(diào)速要求的電動機采用變頻調(diào)速技術(shù)具有非?？陀^的節(jié)能效益。就油田生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)而言．廣泛采用適合的電動機變頻技術(shù)，可以避免電動機使用效率的浪費，提高電動機運行效率，降低電動機空載運行損耗。 若考慮油區(qū)1200 kVA注水泵采用目前最新的級聯(lián)多電平H橋串聯(lián)技術(shù)實施變頻調(diào)速，則年節(jié)電費用可達60萬元，投資回收期為1年左右。 前述的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)中，已經(jīng)裝設(shè)變頻器的電動機，也可通過改造實現(xiàn)可觀的節(jié)能效益。如可通過在變頻器輸出側(cè)加裝尤源濾波器濾除變頻器輸出的高次諧波，得到理想的正弦波電壓給電動機供電，這樣可以消除大量諧波帶來的附加損耗、制動和脈動轉(zhuǎn)矩，不但顯著提高電能利用效率還能保護電動機絕緣，延長使用壽命。 3.5 動態(tài)無功補償和諧波抑制 油田配電網(wǎng)大約50％的無功功率是消耗在輸、變、配電環(huán)節(jié)中，其余50％消耗在電力用戶。通過電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化運行，在保證各結(jié)點電壓合格的條件下，以網(wǎng)損最佳為目標，動態(tài)集中控制變壓器有載分接開關(guān)檔位和變電所無功補償設(shè)備（容性和感性）投切，達到全網(wǎng)無功分層就地平衡，全面改善和提高電壓質(zhì)量，降低電能損耗。當電網(wǎng)滿足調(diào)壓條件時，提高或降低運行電壓能夠達到降損節(jié)電的效果。 為了減少無功功率損耗，就必須減少無功功率在電網(wǎng)里的流動。由于油田井口位置分散，配電線路均為輻射狀敷設(shè)至井口變壓器．6 kV線路較長，末端壓降大，功率因數(shù)較低，無功損耗嚴重。最好的辦法是就近進行無功補償，提高用電負荷的功率因數(shù)，減少發(fā)電機無功出力和減少輸、變、配設(shè)備中的無功電力消耗，從而達到降低損耗的目的。但油區(qū)配電網(wǎng)中含有相當比例的變頻設(shè)備和整流設(shè)備，諧波含量往往較高，使得無功補償設(shè)各不能正常投入，甚至損壞。有時，無功補償設(shè)備即使投入也可能造成系統(tǒng)中原有諧波成分的放大，引起保護動作．降低了系統(tǒng)可靠性。 因此動態(tài)無功補償和諧波抑制的綜合治理對提高負荷功率因數(shù)對降低有功功率損耗的效果具有重要影響，尤其是對低功率因數(shù)的用戶。通過配電網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)無功補償和優(yōu)化濾波配置，采用400V電壓等級晶閘管開關(guān)濾波裝置（Thyrlstor Switched Filter，TSF），合理配置，進行配電網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化和諧波抑制，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低配電網(wǎng)絡(luò)損耗，是節(jié)能降耗最有效的措施。 TSF是一種無功補償兼諧波抑制裝置，具有傳統(tǒng)的動態(tài)補償裝置與電力濾波器的雙重優(yōu)點，可以抑制由于負載變動引起的電網(wǎng)電力波動。晶閘管開關(guān)濾波器TSF不僅可以濾除電力系統(tǒng)中的諧波電流，還可快速自動跟蹤系統(tǒng)無功負荷變化，進行就地無功補償，保證用戶功率因素在規(guī)定的范圍之內(nèi)：TSF可濾掉系統(tǒng)諧波，避免了電網(wǎng)中諧波傳輸現(xiàn)象，提供了一個穩(wěn)定、潔凈的用電環(huán)境：由于TSF采用晶閘管控制電抗器，可自動實現(xiàn)濾波器組投入和切除的操作，具有無浪涌沖擊，無電弧重燃的特點，達到確保電力變壓器安全運行，改善電能質(zhì)量的目的。 一個標準的TSF結(jié)構(gòu)應(yīng)當具備通過晶閘管開關(guān)來限制裝置電流的改變以及降低開關(guān)的過渡過程的能力。通過對開關(guān)過渡過程的分析，表明如果如下的兩個條件被滿足，可以實現(xiàn)開關(guān)的最小過渡過程：電容器在電壓的正，負峰值到來之前被充電；晶閘管在系統(tǒng)電壓的正，負峰值點被觸發(fā)。通過對TSF工作方式的分析可以看出，由于TSF濾波囂在投入系統(tǒng)的時候，電容器兩端電壓已經(jīng)與系統(tǒng)線電壓致，因此晶閘管導(dǎo)通后，不會產(chǎn)生由于電容器與線電壓之間有電壓差而出現(xiàn)的充放電振蕩現(xiàn)象，從而實現(xiàn)了投切的最小過渡過程。 3.6 電壓調(diào)整和動態(tài)電壓支撐 當系統(tǒng)電壓發(fā)生偏差，會對接入電科的用電設(shè)備的運行產(chǎn)生重大影響。用電設(shè)備是按照額定電壓進行設(shè)計和制造的。當電壓偏離額定電壓較大時，用電設(shè)備的運行性能惡化，可能會因過電壓或過電流而損壞。對異步電動機而言，其電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生波動、損耗增加、效率降低、壽命縮短。引起電網(wǎng)電壓和頻率穩(wěn)定問題、絕緣問題、鐵心飽和及諧振故障，增加損耗、經(jīng)濟運行水平下降。因此，對油田電網(wǎng)超出范圍的電壓波動必須具有電壓調(diào)整的手段。 負荷對于無功功率的要求盡管變化的范圍和速率千差萬別，但都會引起電源點電壓的變化，這會影響到與該點連接的用電設(shè)備的運行效率，導(dǎo)致不同用戶的負荷間相互干擾。為了防止這種情況發(fā)生，一般規(guī)定電源電壓的變化在指定的范圍內(nèi)。在某些場合，當大幅度的、急劇的負荷變化所產(chǎn)生的電壓降落會危害其他設(shè)各安全運行或產(chǎn)生系統(tǒng)電壓突變的時候，這個限度將更小。因此，在負荷對無功功率的要求不斷變化的情況下，電壓調(diào)整顯得很重要。 油田電網(wǎng)電壓調(diào)整的措施可以分為兩類：一類是依靠調(diào)節(jié)發(fā)電機、變壓器的輸出端電雎而達到調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電壓的目的；另一類則是依靠改變無功功率分布、線路參數(shù)等方式來實現(xiàn)電壓調(diào)整。調(diào)節(jié)發(fā)電機端電壓、調(diào)節(jié)變壓器分接頭的調(diào)壓方式，只有在電力系統(tǒng)無功電源充足的條件下才是行之有效的。當無功電源不足時，為了防止發(fā)電機因輸出過多的無功功率而嚴重過負荷，往往是不得不降低整個電力系統(tǒng)的電壓水平，以減少無功功率的消耗量，這時即使用調(diào)節(jié)變壓器分接頭等方法可以局部地提高系統(tǒng)中某些點的電壓水平，但這樣做的結(jié)果反而增加了無功功率的消耗，迫使發(fā)電機不得不進一步降壓運行，以限制系統(tǒng)中總的無功功率消耗，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的電壓水平更為低落，形成電壓水平低落和無功功率供應(yīng)不足的惡性循環(huán)，甚至導(dǎo)致電壓崩潰。因此，當電力系統(tǒng)的無功電源不足時，就必須在適當?shù)牡攸c裝設(shè)無功電源對所缺的無功進行補償。一般說來，在負荷點適當?shù)匮b設(shè)無助補償裝置，可以減少線路上傳輸?shù)臒o功功率，使無功得以就地供給．從而降低線路上的功率損耗和電壓損耗，相應(yīng)提高負荷點的電壓水平。 3.7 提高配固電壓等級，增大導(dǎo)線截面 在電能的輸送過程中，6kV電壓級的配電網(wǎng)的網(wǎng)損占了整個電網(wǎng)網(wǎng)損相當大的比例。理論計算表明，6kV電網(wǎng)升壓改造為10kV系統(tǒng)后，負載損耗能降低64％。而且輸電線路還能夠滿足用電負荷增長的需要，提高線路輸送容量，線路損失較少。 在電能的輸送過程中，保持輸送負荷不變的情況下，加大導(dǎo)線截面，可減少線路電阻，降損節(jié)電的效果也較為明顯。在工程具體實施時，需根據(jù)實際情況，進行經(jīng)濟比較，以達到經(jīng)濟效益的最佳效果。 4、結(jié)束語 油田開發(fā)后期供用電系統(tǒng)改造與節(jié)能降耗是一項系統(tǒng)工程，既要有針對性地解決關(guān)鍵問題，又要較全面地把握和研究各系統(tǒng)環(huán)節(jié)技術(shù)的特點和規(guī)律；既要積極借鑒國內(nèi)外的經(jīng)驗和技術(shù)，又要研發(fā)具有自身特色，適合自身要求的設(shè)備和技術(shù)，才能較好解決我國油田開發(fā)后期所面臨的一系列難題，從而達到油田開發(fā)經(jīng)濟性與效益性綜合平衡。