海洋钻井平台电站无功补偿技术应用分析.pdf

_ 姗 一 。．。 抑 海洋钻井平台电站无功补偿技术应用分析 董呈彬 (中国石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司) 摘要 胜利九号海洋钻井平 台电站存在功率 因数低 、能耗高的问题。为了改善平 台电站的 供 电质量、提高钻井生产的可靠性，对钻井平台的无功功率进行了分析，提出了在钻井平台电 站安装动态无功补偿装置的方法。通过在高压大排量钻井工况下的对 比可知 ，无功补偿装置能 有效改善电站供 电质量，功率因数可提高至0．95，达到了平台节能的 目的。该项技术既节能又 经济，具有很好的推广前景。 关键词 海洋钻井平台 电站 无功补偿装置 功率因数 D0J：10．3969／j．jssR．2095-1493．2015．005．007 中国石化胜利石油工程有 限公司海洋钻井公司 系统整流成直流 电，然后再驱动钻井绞车 、泥浆 平 台的电站设备大多是 19世纪80年代 的产 品，电 泵 、顶驱 ／转盘等设备 的直流 电动机 ，拖动钻井设 站 由多 台柴油发 电机组并 网发 电，发 出600V交流 备进行钻井生产。SCR整流装置采取移相控制 ，从 电，经过可控硅整流系统整流成直流电，驱动直流 600V电网中吸收 的正弦波缺角 ，电网中留下的另 电动机 ，带动绞车 、泥浆泵 、转盘或顶驱等钻井设 一 部分正弦波也缺角 ，显然在留下的部分正弦波中 备 。随着海上勘探事业 的发展 ，平 台电站 电力不 含有大量的谐波 ，4台可控硅整流装置是 SCR系统 足 、能耗量大的问题越发突出…。结合海上生产实 的主要谐波源 。 际，在胜利 9号平 台应用 了动态无功功率补偿技 此外 ，钻井绞车在接钻杆或起下钻具时，通常 术 ，对平台设备进行 了技术改造 。实践表明，此举 以较大的电流启动 ，从空载到满载 、再从满载到空 改善了电站功率 因数 ，提升 了平 台的施工作业能 载不停的变化 ，造成600V电网供电系统很大的冲 力 ，降低了平台能耗 ，取得了明显的经济效益 。 击 ，使钻井平台电站电网造成很大的电压波动。此 时 ，可控硅整流装置处于深度控制 ，系统的功率因 1 钻井平 台电站无功分析 数通常降低为0．4左右。 1．1 影响平台电站功率 因数的因素 1．2 无功 的增加对线路的影响 1)变压器 、电动机设备造成的稳态无功。在 系统无功 的增加 ，使 电网的功率 因数大大降 海洋钻井平台电站形成的小 电网供电网络中，绝大 低 ，对供电系统造成了巨大危害。 多数用电设备如直流 电动机 、变压器 、交流异步电 1)功率损耗增大。以单 回路进行分析 ，设线 动机等均属于感性负载 ，这些设备运行过程 中不但 路电流为 ，，线路电阻为 R，则该线路的损耗功率 要从供 电系统取用有功功率 P，还将取用大量 的无 Ap是 ： 功功率 Q，系统中的视在功率为Js=lP『+Q 。功 Ap=3，R×10～=(eyv：+Q2／vR×10。 (1) 率 因数为 A=P／S=COS ， 是负载的阻抗角 ，也 式 中 为额定电压，Q为无功功率。 就是说 由负载本身的性质决定功率因数的大小 。 将上式变形为： 2)钻井工况特点造成 的谐波。海洋钻井平 台 AP=PR×10。／(COS。) (2) 上柴油发电机组发 出的600V交流电首先经过S