谐波污染治理技术研究

张磊(大庆油田第八采油厂基建工程管理中心，黑龙江 大庆 163000)

谐波污染治理技术研究

张磊(大庆油田第八采油厂基建工程管理中心，黑龙江 大庆 163000)

某油田电网的功率因数目前普遍较低，且随着基于可控硅技术的变频、调速等多种装置的广泛应用，在电网中产生了大量的谐波电流，电网的谐波污染问题也日益突出。使用电能质量综合治理装置能够很好的治理低压配电网中存在的电能质量问题。

无功；谐波；电能质量

某油田电网的功率因数目前还普遍较低，且随着基于可控硅技术的变频、调速等多种装置的广泛应用，在电网中产生了大量的谐波电流，电网的谐波污染问题也日益突出，因此需要对其治理。

1 主要研究（试验）内容及规模

某油田用电大部分集中在机采、集输、注水、水处理及其它五大系统。由于机采系统用电设备极度分散，而且工况特殊，通过典型试验获取具有普遍性试验结果的难度大、投资高，而集输系统则设备相对集中，而且用电量大，用电负荷负载多样，因此考虑优先在设备相对集中的注水系统开展试验研究，打开电网净化与无功补偿同步治理的集输瓶颈。通过测试某油矿某联和某注水站谐波含量较高，其它一些集输站也有类似问题发生，因此我们选择这两个站进行了配电网电能质量综合治理装置（D-STATCOM）的应用试验。

在低压配电网中，针对无功、谐波和三相不平衡等电能质量问题，目前主要的治理措施有两种：LC无源电力滤波器和有源电力滤波器。

2 现场试验及完成情况

对某联和某注水站的电能质量情况进行了详细的测量及分析，再次确认了这两个注水站存在严重的电力谐波污染问题。因此，在这两个注水站安装了YH-8010电能质量综合治理装置，进行电能综合治理的试验。目前，该试验已经顺利完成。

3 技术指标完成情况

3.1 完成后所达到的技术经济指标

检测覆盖率100%，测量次数30次，间隔时间1min。某联和某注水站在使用YH-8010电能质量综合治理装置后，电能质量问题得到有效解决。

3.2 谐波污染治理后供电质量指标

1）电压总畸变率（THDu）显著降低，符合国家标准要求。

经过综合治理后，某联注水站电压总畸变率降低了72.3%，某注水站降低了15.9%。治理前超标的3、5、7、11谐波电流，在治理后，均满足Q∕SY DQ1230-2008《某油田配电网谐波污染防治技术管理规定》。

2）功率因数（PF）得到有效提高

治理后，某联注水站功率因数提高了13%，某注水站提高了5.4%，均达到了0.97以上。

3）电流有效值降低，提高节能降耗水平

治理后，在保持电机原有输出功率不变的情况下，某联注水站电流有效值降低了9.4%，某注水站降低了5.8%，减幅超过10A，有效地节约了电能，降低了设备运行成本。

4 经济和社会效益分析

4.1 经济效益分析

开展本项目进行电能质量综合治理后，其直接经济效益可分为如下几部分：（以某联注水站数据为例进行分析）

(1)直接能量损耗降低

降低的功率估算如下：

根据测量结果，计算如下：

因此全年可以节约用电：

(2)功率因数提高

根据《功率因数调整电费办法》的规定，在功率因数为0.82时，应当额外交纳的力率电费比例为4%，某联注水站的平均功率为150kW，则如果不进行补偿，每年应额外交纳电费的电度数为：

(3)谐波间接能量损耗降低

进行谐波治理后，电机异常发热、电缆异常发热等问题都得到了有效的解决，发热意味着能量损耗，假设这部分损耗为2%，补偿后损耗部分降低了60%，则每年减少的损耗为：

以上三部分节能共计

W1+W2+W3=169278（度）

以电费0.6元∕度计算，则一年可节约电费约：

4.2 社会效益

谐波污染对电网的危害，日渐被国家与行业所重视，某油田公司也出台了Q∕SY DQ1230-2008《某油田配电网谐波污染防治技术管理规定》等相关标准，随着变频及其它可控硅装置的广泛应用，谐波对电网的危害程度将会更加凸显。因此，治理谐波污染必将减少电器设备故障率，延长输电线路、变压器、电气控制设备、电缆和电机等设备的实际使用寿命，保证电器设备平稳运行，为油田安全生产提供可靠的电力保障。

5 结语

某联注水站和某注水站所带负荷含有较大的谐波，对平稳供电及安全生产产生危害。在使用YH-8010电能质量综合治理装置进行治理后，电能质量问题得到了有效的解决。通过这两个站的试验，我们可以得出如下结论：

(1)使用大功率电机、电容补偿装置、变频装置以及倒闸操作过程均存在谐波污染问题，而且已经污染到上一级35kV变电站。

(2)对低压配电网进行电能质量治理，能够大幅降低能耗，带来较大的经济效益。

(3)使用电能质量综合治理装置能够很好的治理低压配电网中存在的电能质量问题。

[1]《工厂供电》机械工业出版社.

[2]《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94.

张磊（1982-），男，2010年毕业东北石油大学石油工程专业，现在大庆油田第八采油厂基建工程管理中心从事电气施工管理工作。