关于采油队无功补偿技术浅析

【摘 要】 随着抽油机使用年限不断增长，部分电器设备老化，破损，补偿容器损坏，所以造成抽油机系统普遍存在的效率低、能耗大。本文结合更换节能设备和供电线路能耗两个方面的分析，指出采油队无功补偿存在的问题及解决的方法。为节能减排提供方向。实现企业效益最大化。

【关键词】 无功功率 有功功率 补偿 功率因数 节能设备

1 电器设备节能原理

机采井（抽油机、电泵、螺杆泵）使用的惫器等都是根据电磁感应的原理工作的感性工作元件，是将电能转化为机械能来实现生产需要的。三相交流电源向用电设备提供的功率有两种：一种是有功功率，是指交流电能转换机械能不可逆转的有效工作能力，其值越接近用电设备名牌钡功率越好。另一种是无功功率：是指在交流电源与感性（容性）负载之间交替往返可逆转换能量的功率，其值越小越好。

无功功率有分感性无功和容性无功，感性无功虽然没有实际功率的转换工作，但是它是用电设备建立磁场、维持感性设备工作的必要条件。容性无功，它可抑制感性无功，为感性无功提供无功能量。从而提高用电设备的利用率。

三项交流电源发出的总功率，即视在功率（S）与有功功率（P），无功功率（Q）之间的关系。从功率三角形中可以得到：

COS∮功率因数，是反映用电设备将电能转化其他形式能的能力，如果功率因数低，则要求流过电器设备的电流增加，从而损耗越多的无功功率。所以提高用电设备的功率因数，可以充分发挥设备的利用率，减少电能损耗，改善电压质量，提高电源供电能力，达到节约用电的目的。提高功率因数的主要途径就是增加电容补偿，也就是无功补偿。

2 增加无功补偿的途径

2.1 新技术新节能设备的利用

在生产中，我们将电泵井控制柜进行了更换，由普通型更换东营中日合资三项补偿型控制柜。其优点：（1）电流运行平稳，振动噪音小。（2）具有三项补偿按钮，可以对任意项电流补偿，启动时可先补偿后启动，减小启动电流。（3）停机时可以实现对变压器分散补偿，减小变压器空载运行值。通过补偿功率因数由0.81上升到0.99。电流下降9A（如表1）。

根据电量计算公式：

从上例可以看出，新节能产品的应用，包括更换节能电机、变压器、配电箱是最好，最直接的补偿方式，这些节能设备都提高了对供电线路地补偿。过补偿充分发挥设备的利用率，减少电能损耗，改善电压质量，提高电源供电能力，达到节约用电的目的。

2.2 机采井的参数调整

我们对功图供液不足，沉没度小于50米的7口井调小参，调后有功下降了13KW，无功下降了15KW，电流下降了3A，功率因数上升了0.11，节电197KWh。通过机采井的参数调整能有效的解决大“大马拉小车”现象，能够提高抽油机井功率因数，减小供电线路的电流，就是增加无功补偿。

2.3 增加补偿电容

加强对抽油井电器设备补偿调查，高压或低压没有补偿的要加大投入安装补偿电容。补偿电容小的，要换大一级的补偿器。电泵、螺杆泵要采取变频补偿方式。

3 二、抽油机补偿存在问题（节能潜力）

目前各采油队抽油机电容补偿方式是用并联电容器补偿无功功率，也是目前国内外电力系统广泛采用的一种无功功率补偿方式。具有安装方便，建设周期短，造价低，运行维护方便，自身损耗小等优点。并联电容器补偿方式主要有三种：（1）集中补偿；（2）分散补偿；（3）个别补偿。目前我们抽油机主要采取个别补偿方式，其补偿效果与以往相比效果明显，主要原因一是领导重视，二加大投入，三是节能设备应用较多。线路带的井都是基础井、一次井、二次井，这些井分散补偿不到位，主要有以下几种原因：

（1）有些机采井无无功补偿电容器，有的井有已经损坏。

（2）抽油机配备补偿电容容量及安装位置不合理。

（3）抽油机电机与机械配备不合理。有“大马拉小车”“小马拉大车”现象

（4）抽油机电机与机械安装位置不合理，也就是“四点不一线”。

（5）单井变压器空载运行。变压器二次侧无补偿。

（6）抽油机日常管理及停电管理问题。

由于存在以上6方面的问题，使线路损耗不断增加。通过线路损耗公式：

R 线路电阻 P 有功功率

U 额定电压 COS∮ 功率因数

从公式可看出线路损耗与功率因数平方成反比，功率因数的提高后线路功率损耗将大幅度下降。

以6千伏某线为例，当日有功功率19800kwh，当日无功功率20520kwh，额定电压6kv，电流115A，三项交流电运行24小时。则功率因数：

（1）COS∮=19800√P2+Q2=0.69

则此时消耗功率P=√3IU COS∮t

（2）当功率因数提高到0.85时，日节电：

因此，当日功率因数为0.69，如果提高到0.85时，线路电流下降了22A，日节电4663.92kwh。

从上式可看到提高线路功率因数的实际意义，可降低线路电流，增大线路有用功率。所以说我们在无功补偿方面还存在问题，还具有较大的节能潜力，也是我们以后节能的方向。