石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿问题分析.pdf

《石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿问题分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、技术与交流石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿问题分析向京新，川庆钻探国际工程公司，四川成都610051摘要：随着科学技术的快速发展，对石油钻机的电驱动系统也提出了更高的要求。尤其以往电力系统中应用的SCR直流与VFD变频系统很容易对谐波造成一定的污染，且该系统不具备较高的功率因数使规模较小的电网系统无法承受过重的负担，导致供电质量受到严重影响，这就要求注重分析无功补偿问题以及谐波抑制问题并引入相应的装置。本文主要对钻机设备的电驱动系统概述、谐波抑制问题以及无功补偿问题与设计方案进行探析。关键词：石油钻机：电驱动系统：无功补偿：谐波抑制中图分类号：TE926文献标识码：A文章编号

2、：1002．1388(2015)06．0154O1现阶段国内石油钻采过程中所选用的电驱动钻机主要备较大的直流电感，交流侧电抗保持为0，以u为3O。为例，为可控硅整流器设备，简称为SCR，具有明显的冲击负荷性三相交流的波形保持一致但之间的方波都相差120。通过质。实际应用过程中变压器或线路都会受到冲击性负载影响电流中各谐波的计算，可得出当钻机设备实际下钻过程中会增大压降，并使电压发生一定的波动现象，造成供电质量无在空载与满载之间发生一定的变化，可表示为30。<Ⅱ<法得以保证的情况。因此，通过对无功补偿、谐波抑制的分9O。。当设备处于空载状态下，系统功率因数将保持正常值析对电驱动系统

3、的改善具有十分重要的意义。为0．7-0．8，而在满载状态下，系统功率因数为0．3-0．4，这种情况便为具有明显冲击特征的无功功率负荷。因此可总1石油钻机电驱动系统的基本概述结出若系统无法及时完成无功功率补偿，将出现无功功率波当前石油钻机中应用的电驱动系统在组成方面主要包动较大的问题。括动力系统、电气控制系统以及MCC控制系统三方面。其中3．2SOR系统无功补偿方案设计动力系统常用柴油发电机或高压电网所构成。在利用柴油发通过上述叙述充分说明系统无功功率具有变化较快且电机时，为使钻井过程中的供电更具稳定性与经济性，需利涉及范围较广的特征，需要设备能够做好无功补偿工作。以用两台或多台发

4、电机组成，并采用并网的方式运行，这样可往设计过程中常用到静态无功补偿(SVC)的方式，很难对使交流汇流母排与断路器或电缆进行连接，实现提供动力的补偿合理控制，无法起到良好的补偿效果，SVC具有明显的目的。相比之下，利用以高压电网为主的动力系统能够节约恒阻抗特征，很难在低压条件下对无功功率进行补偿，而且钻井成本，但需保证利用的动力变压器在总容量方面至少为SVC无功补偿无法连续可调，只能输出容性，使设备的稳定6000kVA。而在电气控制系统方面主要为SRC控制系统，常运行受到影响。而静止无功发生器(SVG)在很多方面都存用的AC—SCR—DC驱动钻机在传动效率、处理事故以及操作运在一

5、定的优势，能够从感性到容性连续调节，且占地面积较行等方面都具备较强的优势。而在MCC控制系统方面，其主小。因此，方案设计过程中可选择SVG系统，其优势在于即要为石油钻采中的辅助性设备，如灌注泵或冷却风机等在控使电压变化较大的情况下，无功电流输出仍可保持恒定，且制时都需充分利用MCC控制系统。低压状态下在无功支撑方面具有明显的作用。同时SVG本身2SCR系统谐波抑制问题与方案设计对受电端的电压起到一定的维持作用，保证系统能够稳定运一般在设计有源电力滤波器(APF)系统时，需充分考行。例如，针对无功补偿、谐波抑制方面存在的问题，对SCR虑SCR电驱动系统运行过程中的谐波量。这种设计方

6、式使有系统进行相应装置的配置，以往学者曾根据石油钻机SCR系统进行相应装置的实验分析，以电网母线为600V为假定条源电力滤波器能够获得较大的输出电流量，如ZJ70D中的输件，通过使用相应的分析装置能够得出，在引用滤波器与SVG出电流经过配置后通常可达到700A。对于这种谐波补偿电流后，无论在电压谐波的畸变率、工作电流以及功率因数方面较大的情况，便需在输出过程中利用多个单元并联的方式完成。另外，关于谐波抑制问题也包括SCR系统与所配置的APF都得到明显的改善。充分说明功率补偿装置SVG以及APF滤系统间的连接关系，若在电网母线为600V的条件下并联四波器在影后能够对电压与电流起到一

7、定的改善作用，并且很大程度上提高电网电能质量。台SCR传动柜，在负荷不断变化的情况下，各台传动柜的谐波电流也将发生明显的改变。这就要求在600V电网母线情4结论况下，注重对谐波的抑制，确保各系统谐波电流都被准确检SCR系统在实际应用过程中在无功补偿以及谐波抑制等测出来，然后合成叠加各谐波源以使APF系统产生的谐波电方面都存在一定的问题，要求在此基础上引入SVG系统以及流得到有效控制。因此，为使这种谐波抑制问题得以解决，APF滤波器以实现无功补偿且抑制谐波的目标。根据实测结需考虑将