发电机同期并网技术在石油钻机中的应用

摘要 随着社会的不断进步，我国的各项科技技术取得了很大成功。在电力技术方面，发电机同期并网技术已经成为电力技术方面的研究主题，本文将从发电机同期并网技术介绍及其特点、石油钻机工况和对钻机发电机并网的要求，以及发电机同期并网技术在石油钻机中的应用及优势做简要分析。

关键词发电机 同期并网 石油钻机工作能源支持 应用

1. 发电机同期并网技术介绍及其特点

发电机并网就是通过发电机出口开关的合闸，把发电机和电网(也可以是几台发电机组成)联接起来,让电能源源不断地输送出去.发电机并网有三个条件:发电机的频率、电压、相位必须与电网的频率、电压、相位保持一致，才能并网发电。（三个条件完全一样叫同期；有一点偏差，但是在允许的范围内叫准同期）与并网相反的就是解列，解列就是不想发电了，还是通过这个出口开关的分闸，把发电机与电网断开，这就叫解列；等想发电的时候再同期合闸，这就叫并网。

当然这个过程并非如此简单的就可以完成，怎么检测上述条件已满足，我们通常采用自动准同期装置来辅助完成这一过程的，自动准同期装置是由合闸、调频、调压、电源组成的。自动准同期装置能完成并网前的自动调节电压，自动调节频率和控制的发电机和电网正弦电流变化相同的时刻，这时自动准同期装置发出合闸信号，完成并网。上述并网条件不能满足时侯，实施并网技术操作，叫做非同期并网操作，会引起冲击电流现象，电压差值越大，冲击电流就越大，同样频率差值越大，冲击电流就越长。

自动准同期装置的调压作用是这样来完成的：自动比较待并发电机和电网电压的高低，自动发出降压或者升压的信号，作用于发电机励磁调压器上，当两者电压相同或者相似时，发出并网信号允许合闸；同理调频作用也是如此，自动判断发电机频率高于电网系统频率，还是低于电网系统频率，然后自动发出调频信号，使得发电机系统频率和电网系统频率相同或者相似；合闸的作用就是在完成上述两个条件时，确定并网的那个确切时刻合闸完成并网，前两个条件不满足时就会自动控制合闸信号的发出。近几年来，非同期并网事故发生很多，造成的后果极其严重，因此为了避免事故的发生，我们要认真检查自动准同期装置，认真核实每一步操作，确定运行系统中电压、合闸、调频、调压、电源正常运行。彻底避免非同期并网事故的发生，保证发电机顺利并网。

发电机为何要并网，就发电机本身来讲其作用是用来发电的，但是随着科技的发展，工业用电设备越来越多，更不用说大型的企业工厂各种各样的机器用电，仅依靠一台发电机的力量来发电是远远不够的，发电机只有并网后，才能源源不断的把电输送出去，才能提供源源不断的电源，来满足大型企业中的用电、石油钻机的驱动用电。

2. 石油钻机工作工况和对钻机并网的要求

石油钻机是用来进行石油、天然气勘探、开发的钻井设备，具体就是带动钻具击破岩石层，向地下钻至要求的深度，从而获得石油或天然气。简单说它由动力机、传动机、工作机和辅助设备组成，具体有动力系统、传动系统、起升系统、压缩空气源及气动控制系统、仪器仪表及检测系统、钻井液循环及净化系统、供电系统、液压系统、井口工具，石油钻机多种多样，其中按驱动型式可分为:柴油机驱动、电驱动、液压驱动。其中电驱动又可分为:交流电驱动、直流电驱动、交流电变频电驱动。钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机。无论陆地钻机还是海上钻机都存在远离大容量动力电网的客观现实，过去一般采取柴油机直接驱动采的方式钻井，随着科学技术的进一步发展和成熟，目前用多台发电机并网发电技术为石油钻机提供能源动力成为新的发展方向和趋势。这样当钻机负载为交流电机时，当今最常用的就是柴油机带动交流发电机发出交流电，驱动绞车、转盘、泥浆泵等交流电机进行钻井作业；当钻机负载为直流电机时，再由可控硅整流，将交流电变成直流电，实现直流电驱动。

石油钻机的工况环境比较特殊，多数在地质结构较为复杂，气候变化多样的地区，如极寒难耐的极地，高温炙热的沙漠，闷热潮湿的沼泽，深不可测的海底等，工作环境的特殊，对钻机的使用要求极高，必须保证钻机在各个地域得正常运行。

3. 发电机同期并网技术在石油钻机中的应用及优势

如今在国内许许多多的陆地油田钻机以及海上模块钻机中配置多台发电机为钻机提供能源，因此要使发电机提供充足的能源支持，发电机同期并网是关键技术之一。

外国石油钻机对发电机并网技术的应用较早也较功，从1909年第一次将柴油发电机组发出的交流电来驱动顿钻钻机，再到1958年美国、印度、前国家将几百台电驱动发电机应用在石油钻机中。后来随着技术的发展前苏联、美国等国家利用原有的电驱动机器，进行技术改进，创造出现的混合型的电驱动机型，并大量投入到石油钻机应用中。在我国发电机并网技术也得到了很好的应用，以我国山东某一石油勘探开发公司为例，该公司将大庆130-I型钻机与三台发电机并网结合使用，通过实验证明三台发电机并网后，不仅能满足130-I型钻机这工程运行，还能带动另一台300kw的发电机，经过相关部门的测试，该三台发电机并网后节省了16.82%的柴油，这样一个月下来就可以为该公司节约三万多资金，发电机并网后，使用两台发电机就可完成以往相同的工作量，因此节省了该公司的经济资源，可减轻了单独用柴油机发电组所带来的环境污染，同时节省了人力物力资源，提高了该公司的经济效益。

此技术的应用提高了钻机供电系统的技术水平，使得整机可靠性提高，用电效率进一步提高。与以往相比，并网后电压更稳定、极大的提高了钻机的安全性能和可靠性。也降低了钻机的噪音污染，不会给石油钻井附近的居民带来影响，改善了石油工地的工人的工作环境，也扩大了钻机的应用范围。

4. 总结

发电机并网技术是电力技术的一大进步，发电机并网后无论对人们日常生活用电还是大型的用电设备，提供了一定的保障，发电机并网也提高了发电机的驱动功能。同时发电机并网在石油钻机中的应用，降低了钻井工作人员的劳动强度，提高了钻井控制精度和工作质量，也从根本上减轻了噪音污染，改善了钻井工人的工作环境，降低了钻井技术成本。从而也创造出更高的经济效益，发电机并网技术的应用在石油钻机中取得了很好的成效，笔者相信随着信息技术的发展，科技的不断进步，网络化的普及，发电机并网技术会更加成熟，应用更加广泛，其作用更加突出。

5.参考文献

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