油田抽油机供电系统无功补偿的应用(3)

　　3.4 关于动态补偿的问题

　　由于抽油机电动机无功补偿情况复杂，大范围推广固定补偿存在困难和补偿效果不理想，如何解决抽油机电动机无功补偿成为需要研究的课题，大家自然会想到动态补偿的问题。而采油生产采用1140V供电目的是防止****问题，但也给无功补偿技术的实施增加了难度。与380V供电相比，1140V的刀开关、断路器、电容器等设备的要求高，设备的价格高和装置的体积大。

　　抽油机负荷的变化快，解决动态补偿问题需要依赖电力电子技术来实现。由于电力电子器件制作工艺方面的原因，目前无法制造高耐压、小电流的晶闸管元件，而且高耐压的晶闸管器件价格非常高。采用晶闸管串联技术不仅实现、控制上复杂，成本也很高。对1140V、功率因数0.85时的55kW电动机，可计算其额定电流在24A左右，并且需要动态补偿的无功只有几千乏。因此，对抽油机电动机用晶闸管实现动态补偿，需要的投资相比较高，性价比比较差。

　　通过上述的分析和研究可知，由于正常运行时抽油机的负荷率非常低，影响因素多，供电电压高，对抽油机这种特殊负荷的无功补偿，有很多问题有待研究和解决。

　　4 电抗器控制的补偿装置研制

　　在上述需求分析、研究的基础上，开发、研制了一种通过电抗器控制无功的1140V抽油机电动机控制箱，补偿控制箱主接线如图3所示。

　　无功补偿控制箱电容器分为两组，固定补偿和3或4千乏左右的可调补偿。固定补偿电容器承担电动机的空载无功，可调部分受电压调节器的控制，随抽油机负荷变化调节、补偿变动无功，变动无功补偿由电压调节器控制电抗器实现。专用电动机保护器用于过流、短路和缺相保护。

　　鉴于油田1140V抽油机电动机供电系统的特殊性，根据开发、设计者经验考虑了实际中的各种情况，使装置具有以下几方面特点。

　　(1)电容器是补偿控制箱的易损坏设备，通常电容器损坏最主要原因是过电压和过电流，标准电容器的允许过电压1.1UN。考虑到真空接触器操作、补偿系统可能出现的自激等过电压影响，补偿箱采用非标准、专门设计的高耐压、抗谐波电容器，电容器的绝缘膜为法国进口绝缘膜。

　　(2)抽油机用1140V电压供电，电容器投入时会出现较大的浪涌电流。为限制浪涌电流和考虑系统谐波的可能影响，固定补偿电容器回路也串有专门设计、制造的限流电抗器，且LC串联回路的调谐频率选择为189Hz。另外，电抗器设计要选择好电抗器铁芯线性度，以保证其在投切涌流和额定电压畸变下不会发生饱和。

　　(3)补偿控制箱断路器用国内信誉好、高质量的真空接触器;电动机的过流、缺相保护器采用现场人员熟悉、习惯的产品;电压调节器是自己开发的专用补偿控制器。另外，为方便电容器安装、调试和运行监视，补偿控制箱内安装有功率因数表，以便于掌握补偿情况、方便调试或及时更换固定补偿电容器。