中國石化華北石油公司90105HB井隊諧波治理工程

中國石化華北石油公司90105HB井隊諧波治理工程分析

本項目的配電系統，10KV母線下連接兩臺3000KVA的變壓器，變壓器二次側電壓為600V。兩臺變壓器并列運行。兩端600V母線通過母聯開關連接。此母聯開關處于常閉狀態。兩臺變壓器下所帶負載中變頻設備總計3180KW。
在進行補償濾波前系統的功率因數為0.88，低于電力部門要求。由于變頻負載較多。6脈沖變頻設備產生大量5、7、11等6n±1次諧波，總諧波可高達800A，嚴重影響了設備的穩定性，使得電流畸變率嚴重超標。為了抑制諧波污染，使配電系統滿足電力部門要求，特對本項目進行無功補償及諧波治理，此次配置的設備主要有無源濾波器及有源電力濾波器。無源濾波器主要濾除5和7次諧波，有源電力濾波器主要濾除11次諧波。從而達到保障設備的運行安全和生產穩定的效果。

因我公司有源電力濾波器產品額定電壓為400V而系統為600V，故在實際使用安裝時，有源電力濾波器進線端要安裝變壓器(600V/400V)。400V的安裝容量為400A，那么在600V側的安裝容量為266A。

石油化工行業的諧波源分析和治理
油田生產設備中存在大量沖擊性和波動性負荷，它們在運行中產生高次諧波，常會使電壓波動、閃變，甚至導致三相不平衡。隨著電力電子技術的寬泛應用與發展，調速變頻器在各種機泵運行中得到了寬泛應用，在降低能耗的同時導致了電壓波形畸變，產生了大量諧波，造成電網二次污染。在削弱和干擾電網經濟運行的同時，常發生設備非正常啟停，使設備自身安全性降低，電力計量儀表的誤差增大。通過諧波治理，可以保證電力設備安全經濟運行。
油田配電網諧波污染現狀

通過對80座變電所母線（6KV）進行諧波測試了解到油田配電網諧波污染的現狀如下：
（1）有78座諧波電流及電壓均在國標限值之內，主導諧波為5次、7次，超標率為2.5％。這與高壓側變壓器短路容量大，而且變電所距離諧波源距離比較遠，與諧波的衰減有關。
（2）共測試218條饋出線，有13條饋出線諧波電流超國標限值，超標率6％。這些饋出線諧波電流超標的主要原因在于這些饋出線所帶低壓負荷安裝了換流設備（變頻器為主）。
（3）安裝了低壓變頻裝置測試點的諧波電流或電壓超標問題比較突出。 所測試的36臺變頻器中有27臺諧波數據超標，超標率達到75％。杏北二十四變電所周邊地區測試的7座注入站，諧波數據全部超標，其中1＃注入站4次諧波電流超標55％（國標限值39A，測試值60.34A），2＃注入站電壓總諧波畸變率超標56％（國標限值5％，測試值7.8％）。
諧波治理技術
油田目前的諧波抑制措施主要包括主動治理及被動治理，本篇文章研究的諧波治理配套方案屬于被動治理范圍。通過對系統中已經存在的諧波進行治理，使電網受到的影響減到較小。
一、無源濾波裝置 無源濾波裝置利用電路的諧振原理

無源濾波裝置在油田中使用的諧波治理效果并不好，經常處于關停狀態。其主要原因在于：
（1）抑制低次諧波的單調諧波濾波器只對調諧點的諧波治理效果明顯，對偏離調諧點的諧波無效果；

（2）當油田根據生產調整運行負荷，新增或減少運行設備時，系統阻抗和頻率產生波動，無源濾波裝置可能與系統發生并聯諧振，使裝置無法正常運行；

（3）當系統運行負荷增大時，系統諧波電流隨之增大，無源濾波器可能過載，導致損壞。 由于無源濾波裝置原理上帶來的不足無法徹底克服，因此有必要嘗試采用其他方式抑制諧波。
二、有源電力濾波器

有源電力濾波器實際上是一個諧波發生器。其主要問題是結構復雜、成本高，但由于需要額外電源，運行損耗大。

薩頓斯（上海）電能有限公司-始終專注于“諧波污染、干擾危害治理”、“高低壓特殊無功補償”、“電能質量解決方案”進行專業的研發及技術積累，為各類用戶提供“24小時技術咨詢”“檢測分析”“方案設計與性價比評估”，了解更多<諧波治理、無功補償、電能質量>方案，歡迎聯系撥打全國統一服務熱線021-64619085，期待您的來電！