4 技术改造措施
(1) 无功补偿方式的确定:
根据以上分析和实际测试,抽油机电机在运行过程中需要从电网中吸取一定的无功功率,因此最简单的补偿方式就是在抽油机电机处加一适当容量的电力电容器进行补偿。由于无功功率在一定的范围内波动,如果采用自动补偿装置,将会得到更好的补偿效果,但其造价将是固定补偿装置的5~10倍。因此根据我们采用固定补偿后所取得的效果,没有必要采用自动补偿装置。
(2) 无功补偿装置及容量的确定:
按照《供配电系统设计规范》规定,接在电动机控制设备侧电容器的额定电流,不应超过电动机励磁电流的0.9倍;其馈线和过电流保护装置的整定值,应按电动机-电容器组的电流确定。按照上述规定,抽油机电机采用就地固定补偿时,补偿容量宜按电动机的实测最小无功的90%左右确定。
结合我们中原油田的实际情况,我们研制开发了一种无功就地固定补偿装置。该装置为箱式结构,内装电容器及自动空气开关等。其额定电压为交流400V、额定频率50Hz,装置有较强的抗过压能力,允许在1.2Ue下长期运行,具有防爆、拒燃、无污染、防盗、防振、防阳光辐射功能,投切方式为手动,即与电动机的投切同步,极适合于油田野外运行环境条件。主设备电容器为干式银锌镀膜边油加厚,有较强击穿自愈能力。电容器的保护是采用元件熔丝保护。抽油机电机的额定容量一般在45~55kW,因此共设计了三种型式的补偿装置,以满足实际需要。每种型式的补偿装置通过调节电容器输出端子的接线,都可输出三种不同的容量,其中型式一为15±3kvar、型式二为19±3kvar、型式三为27±3kvar。
5 实施效果
根据以上设计的几种型式的补偿装置,为防止对电动机产生过补现象,在现场测试的基础上,确定了每口油井电机所需的无功补偿容量。实际补偿后的平均指标为:平均每口油井抽油机电机无功补偿容量为18.875kvar,补偿后平均功率因数由补偿前的0.457提高到0.899,提高了96.7%;平均每口井抽油机的线损功率由1.185kW减少到0.735kW,减少了38.0%;平均线损率由补偿前的7.681%降低到3.095%,降低了59.7%,完全满足了国家规定的低压供电线路的线损标准(国家规定为5%)。实施补偿后平均每口油井年可节电6126kW·h。单井补偿装置2300元/台,全局共实施2500口油井,投资为575万元,而年共节电1532×104kW·h以上。若电费按0.5元/kW·h计算,全局年可节省电费开支760万元以上,投资回收期不到一年。进行抽油机电机无功就地补偿,经前后测试对比反映了补偿后的效果显著。