油气田孤网系统谐波控制.pdf

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1、产品与解决方案油气田孤网系统谐波控制梅业伟郭永强马坤(中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085)摘要油气田一般利用伴生气等作为燃料，利用燃气电站提供整个油田生产、生活的电力供应，尤其是非洲和中东的不发达国家油气田的工艺流程中需要很多大功率的压缩机和泵，而且有些流程需要变频调速，因而软起动器和变频装置在油气田中很普遍，而这些非线性负载会产生谐波。油气田孤网系统容量一般不大。因而对谐波干扰更为敏感，本文主要基于IEEE519、ERG5／4．1、IEC61000和GB／T14549等标准针对油气田孤网系统的谐波控制进行了探讨。关键词：孤网系统；变频器；软起动器；谐波

2、控制中东的不发达国家，油气田孤网系统一般和外网无1油气田孤网谐波特点联络，所以更为注重内部的谐波水平，且根据GB油气田地面工程的工艺流程中需要大功率的压50052-20096．0．4款“容量较大，负荷平稳且经常缩机和各种泵，一般几百千瓦到几个兆瓦，油气田使用的用电设备的无功功率，宜单独就地补偿”，对孤网系统发电机容量一般在几个兆瓦到上百兆瓦，于功率较大的谐波源，可采用就地治理的方法，其因而这些设备需要软起动器。有些工艺流程中也需他零散的谐波源负载，则可统‘住母线上集中治理。要对一些泵进行变频调速，这些电力电子设备会产3非线性设备谐波评估的3个阶段生大量谐波，因而油气田的谐波次数主

3、要为raP+1，m为正整数，P为电力电子装置的整流脉波J。根据上面的方案，谐波的控制主要分为非线性油田工艺中存在大量的电机和电动阀，谐波对设备和公共电压点(一般为母线)上的控制。非线它们的影响主要是：增加电机的损耗和噪声；增加性设备谐波的评估根据ERG5／4．1第五部分划分为绝缘材料应力，从而减少电机寿命；正．负序的谐了3个阶段。波对(如5次和7次谐波)可能引起电机的机械震3．1阶段1(低压系统)荡”。第一阶段适用于低压系统，规定当总的非线性设备一相电流不大于16A且谐波发射值满足IEC2谐波控制的方案610003-2则设备可以直接与电网相连，大于16A时谐波控制通常有3种方案：

4、就地控制、母线集若谐波发射值满足IEC610003-4，则可直接连接，中控制、就地与集中综合治理。否则需采取谐波抑制措施后才能与电网连接。一般就地控制方案是对设备向电网注入的谐波电流油田工艺设备大多额定电流大于16A，因而主要考进行控制，即在非线性负载的电源侧安装谐波滤波虑IEC610003-4。采取谐波抑制措施后达到表l的器，将非线性负载的输入电流中的谐波成分去掉，要求则就可与电网直接连接】。此方案对系统设计最为方便，但是增加了成本。表1额定电流大于16A时允许的最大单相谐波母线集中控制是目前应用最广泛的方案，此方电流有效值(STAGE1)案保证公共电网的质量，限制注入公共电网

5、的谐波谐波次数谐波电流值谐波次数谐波电流值谐波次数谐波电流值电流，满足公共点的电能质量要求，但是不一定能h1Ah1hI够满足企业内部的谐波要求。228．9221．3420．3将就地控制和集中控制结合起来称为综合控制348．1237．5431．6方案，该方案能够同时对电网公共点和系统内部的49240．644O．7谐波进行控制。528．925445O-3由于公司目前的油气田开发主要集中在非洲及112l电鼍技玳2012~12期产品与解决方案(续)表2最大允许谐波电流值的单相有效值(STAGE2)谐波次数谐波电流值谐波次数谐波电流值谐波次数谐波电流值谐波6．6、l1、22kv系统谐波6．

6、6、l1、22kV系统h10Ih／Ah／A次数20kV系统电压电压公共点次数20kV系统电压电压公共点63261．1460．6h公共点(PCC)(PCC)h公共点(PCC)(PCC)741．227O．5471．424．93．328O．20．287-228148O．336．64．4290．80．899．6293．149l-344．61．3300．1O．1105．830O．5500．653．92．631O．70．71139．43l2．86O．60．6320．20．2l21．2320．977．45330．10．11327．8330．480．90．934O．20．2●142．1340．8

7、91．81．5350．60．6l51．4352l31O1．41．436O．10．1161．836O．4ll6l34．7370．5O．51713．6372．1120．20_2380_2O．218O．8380．8135_3439O．10．1l99．1390．414O．5O．5400．20．2201．440O．7l50_3O-3410．40．4，210．7411．8160．40．4420．1·O．1l73l3243O．40．4注：1)上表中的限值基于10MVA的短路容量，电流单位为A。