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使用电动设备的钻井队一般有两路动力来源，一个是高压电网，一个是发电机供电。现在很多电动设备都配备了无功补偿房，为了避免使用高压电网供电时功率因数低而造成电网谐波干扰，进一步污染电网。所以使用高压电网供电时配备无功补偿房，在低压侧进行补偿功率，提高了功率因数，稳定了电网。但使用发电机时却未使用无功补偿房，因为不牵扯功率因数补偿的问题。这就造成了资源的浪费。本文便阐述如何对无功补偿房进行改进，使得在使用发电机时也可以进行功率补偿。

　　1、无功补偿

　　1.1、什么是无功补偿

　　把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量；能量在两种负荷之间交换。

　　这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿。

　　1.2、无功补偿的作用

　　1）补偿无功功率，提高功率因数。有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用COSφ表示，公式：cosφ=P/S，负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，通过输电线路的电流增大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降，这个时候通过补偿无功功率，可以提高功率因数，避免电压降。

　　2）增加电网的传输能力，提高设备利用率。有功功率与视在功率的关系式为：P=Scosφ由此公式可见，在传输一定有功功率的条件下，功率因数越高，需要电网传输的功率越小。而补偿无功功率，提高功率因数，则使得电网传输的功率小，传输能力增加，设备利用率提高。

　　3）降低线路损失和变压器有功损失。电力系统中的大量负荷，如异步电动机、电弧炉、轧机以及大容量的整流设备等，在运行中需要大量的无功；同时，输配电网络中的变压器、线路阻抗等也会产生一定的无功，导致系统功率因数降低。对电力系统而言，负荷的低功率因数会增加供电线路的能量损耗、电压降落以及变压器的有功损失，降低电压质量。同时，无功也会导致发电、输电、供电设备的利用率降低。而进行无功补偿则可以降低线路损失和变压器有功损失，提高设备的利用率。

　　4）抑制电压波动和闪变。电压波动和闪变主要是负荷的急剧变化引起的，负荷的急剧变化会导致负荷电流产生对应的剧烈波动，剧烈波动的电流使系统电压损耗快速变化，从而引起受电端电网电压闪变。而利用补偿装置对无功功率进行补偿能够抑制负荷变化引起的电压波动和闪变现象，从而稳定用电设备的电压。

　　因此，提高功率因数后可减少线路上传输的无功功率Q，若保持有功功率不变，而R、XL均为定值，无功功率Q越小，电压损失越小，从而提高了电压质量。

　　2、无功补偿房的改进方法

　　将无功补偿房线路改到低压负载端，即SCR房的进线母线排处，对负载端进行补偿，即可解决使用发电机时无法补偿功率的弊端。具体方法为：将无功补偿房的出线端，三相主电路连接到SCR房的进线母线排上，将无功补偿房的电流互感器套接到SCR房的进线母线排上，对电流变化进行电流大小采样。这样就可以实现使用发电机时，无功补偿房依然可以对低压负载端进行补偿。

　　3、改进后的优点

　　对无功补偿房改进后，使用发电机时仍然可以使用无功补偿房的功率补偿功能。改进后的优点如下：

　　3.1、方便无功补偿房的检维修。改进后，在SCR房母线排处进行低压补偿，无功补偿房的线路与低压供电线路是并联的，一旦无功补偿房发生故障或对其进行检维修作业时，可以将无功补偿房的主电路断开，不影响SCR房低压供电线路对低压设备的供电。这样既方便了检维修作业，又降低了故障率，提高了设备的使用率。

　　3.2、提高电压质量。改进后，使用发电机时，无功补偿房依然可工作，这样就可以解决由于负载急剧变化造成的电压瞬时波动的问题，稳定了电路，维持受电端电压，加强系统电压稳定性，提高了电压质量，降低了各电气设备的故障率。

　　3.3、间接延长了发电机的使用寿命。改进后，使用发电机，无功补偿房正常工作对其进行补偿后，可以避免因负载的瞬间变化，造成发电机转速的变化以及发电机瞬间超负荷运转。并且稳定了发电机的供电电压，提高了用电设备的使用寿命，而且间接延长了发电机的使用寿命。

　　随着现代钻井技术的不断进步，钻井过程中对设备的要求越来越高，而配备顶驱的纯电动设备在处理井下复杂情况时尤其得天独厚的优势，因此电动设备的使用在未来的钻井行业中有很大的发展前景。而此项对电动设备无功补偿房的改进技术由于优点突出，其推广价值很高。

　　经实验，使用发电机时，改进后的设备运转较改进前更加稳定、可靠，而柴油消耗量也明显降低。而且改进方法简单明了，解决了使用发电机时无法进行功率补偿的问题，非常值得推广应用。

　　参考文献
　　[1] 程文，朴贤成.低压无功补偿实用技术[M].北京：中国电力出版社，2012.
　　[2] 王兆安，杨君等.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京：机械工业出版社，1998.
　　[3] 刘介才.工厂供电[M]．北京：机械工业出版社，2005.
　　[4] 憾晓亮.无功补偿技术在配电网中的应用[J].电网技术,1999（6）：196.

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