有载调容调压变压器在配电网的应用

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摘要 有载调容调压变压器是新型节能变压器,论述了其节能原理和节能效果。有载调容调压变压器在油田配电网中应用,可以改变抽油机系统功率因数低,效率低、电能浪费大、“大马拉小车”的状况。

关键词:有载调容调压 变压器 配电网

由于变压器损失率ΔP%与负载系数β特性是一个非线性函数,所以,如图中可按损失率的大小分成三个运行区:经济运行区,不良运行区和最劣运行区。

从图中可以看出当变压器轻载、满载时,变压器工作在不良运行区;当变压器空载时,变压器工作在最劣运行区。

油田配电网的主要设备是抽油机,抽油机用电负荷变化明显,一般最高负荷都出现在抽油机启动时,然后负荷随着液量、黏度等不同,不断变化。启动后用电较少,安装的变压器容量是按抽油机起动时的负荷来选择的,而变压器本身的损耗是随容量的增大而增加的。抽油机起动过后,变压器经常处于轻载和空载状态,“大马拉小车”,造成电能浪费。

1有载调容调压变压器的结构

有载调容调压电力变压器,包括变压器壳体、安装在壳体内的低压绕组、高压绕组,及套置高、低压绕组的铁芯,其特征在于:壳体上设有载调容开关及操作控制装置、有载调压开关及其操作控制装置,低压绕组由串联在一起小线匝、大线匝组成,小线匝由一条导线绕成,大线匝由两条导线并绕而成,高、低压线圈抽头分别连接有载调容开关;高压绕组由至少两组线圈串接构成,各组线圈具有各自的线圈抽头,线圈抽头作为有载调压开关连接接入的端头。不切断运行负荷的情况下,用有载调容开关变换高低压绕组的联结方式调整容量;用有载调压开关对变压器高压绕组抽头切换调整电压。适用于电网负荷变化比较大、电压质量要求高的场合。

2有载调容调压变压器的工作原理

在抽油机启动前,为保证电机具有足够的启动转矩,变压器的输出电压为电机的额定电压,此时变压器的损耗值(空载)将是大容量时的数值。当抽油机启动完毕进入到正常工作后,变压器将根据传感器所传输的电流信号的大小,自动地改变输出电压和输出容量,使得电动机从电网吸收的有功功率、无功功率和视在功率均下降,从而使抽油机上的电动机始终运行在较高的功率因数和较高的效率下,降低了电动机的有功损耗和无功损耗变压器在改变输出电压和容量的同时,还将自身的铁损降到小容量下的数值,同时随着电动机输入视在功率的降低,变压器的铜损也比电动机运行在其额定电压状态有较大下降。

3节电效果

第一采油厂对原使用在机采井上的3台变压器,由S7型变压器改造为JNFD/GSZ9型有载调压调容变压器。进行了现场对比测试,结果如下:

首先,我们从三口井的产液量和动液面深度对比中可以看出,改造后三口机采井所用的有载调压调容变压器,没有影响机采井电机负荷的正常工作。 然后,我们计算得出,改造后三口井变压器平均有功节电率12.64%,平均无功节电率87.24%,综合节电率18.15%。

4总结

有载调容调压变压器的节能原理,特别适用于负荷变化大的抽油机电机,从其节能效果上就可以证明。有载调容调压变压器可以彻底地改变了抽油机动力系统“大马拉小车”的工作状态,实现了电动机、变压器双向节能的目的,降低了抽油机动力系统的能耗。

参考文献

庞海峰. 有载调压调容变压器. 油气田地面工程. 2006年. 第04期