油田配電網諧波治理
油田生產設備中存在大量衝擊性和波動性負荷，它們在運行中產生高次諧波，常會使電壓波動、閃變，甚至導致三相不平衡。隨著電力電子技術的廣泛應用與發展，調速變頻器在各種機泵運行中得到了廣泛應用，在降低能耗的同時導致了電壓波形畸變，產生了大量諧波，造成電網二次汙染。在削弱和乾擾電網經濟運行的同時，常發生設備非正常啟停，使設備自身**性降低，電力計量儀表的誤差增大。通過諧波治理，可以保證電力設備**經濟運行。
1.油田配電網諧波汙染現狀
通過對80座變電所母線（6KV）進行諧波測試了解到油田配電網諧波汙染的現狀如下：
（1）有78座諧波電流及電壓均在國標限值之內，主導諧波為5次、7次，超標率為2.5％。這與高壓側變壓器短路容量大，而且變電所距離諧波源距離比較遠，與諧波的衰減有關。
（2）共測試218條饋出線，有13條饋出線諧波電流超國標限值，超標率6％。這些饋出線諧波電流超標的主要原因在於這些饋出線所帶低壓負荷安裝了換流設備（變頻器為主）。
（3）安裝了低壓變頻裝置測試點的諧波電流或電壓超標問題比較突出。
所測試的36台變頻器中有27台諧波數據超標，超標率達到75％。杏北二十四變電所周邊地區測試的7座注入站，諧波數據全部超標，其中1＃注入站4次諧波電流超標55％（國標限值39A，測試值60.34A），2＃注入站電壓總諧波畸變率超標56％（國標限值5％，測試值7.8％）。
2.諧波治理技術
油田目前的諧波抑製措施主要包括主動治理及被動治理，此處研究的諧波治理配套方案屬於被動治理範圍。通過對係統中已經存在的諧波進行治理，使電網受到的影響減到*小。
2.1KYLB無源濾波裝置
2.1.1 KYLB無源濾波裝置原理
KYLB無源濾波裝置利用電路的諧振原理。當發生對某次諧波的諧振時，對該次諧波形成低阻通路，對相應頻率諧波電流進行分流，達到濾波的目的。結構上利用電感、電容和電阻的組合設計構成濾波電路，可濾除某一次或多次諧波。*普通且易於采用的KYLB無源濾波裝置結構是將電感與電容串聯。
KYLB無源濾波裝置的設計主要考慮其諧振頻率及電容器耐壓、電抗器耐流。先根據係統所需補償容量確定電容器容量，這樣可以得知電容器阻抗，再根據係統諧波情況確定諧振頻率，如為5次諧波，一般諧振頻率在240～248之間，由諧振頻率可得知電抗器的感抗值。電容器耐壓應考慮基波電壓、電抗器的壓升、諧波電壓；電抗器耐流需考慮基波電流、諧波電流。
2.1.2 KYLB無源濾波裝置優缺點
由於KYLB無源濾波裝置結構簡單，成本較低，運行費用低，吸收高次諧波效果明顯，在油田生產中得到廣泛應用。根據諧波治理有關要求，每台變頻器自身須有諧波處理裝置，生產廠家為降低成本，大都使用LC單調諧濾波器。
KYLB無源濾波裝置在油田中使用的諧波治理效果並不好，經常處於關停狀態。其主要原因在於：
（1）抑製低次諧波的單調諧波濾波器隻對調諧點的諧波治理效果明顯，對偏離調諧點的諧波無效果；
（2）當油田根據生產調整運行負荷，新增或減少運行設備時，係統阻抗和頻率產生波動，KYLB無源濾波裝置可能與係統發生並聯諧振，使裝置無法正常運行；
（3）當係統運行負荷增大時，係統諧波電流隨之增大，無源濾波器可能過載，導致損壞。
由於KYLB無源濾波裝置原理上帶來的不足無法徹底克服，因此有必要嘗試采用其他方式抑製諧波。
2.2KYYLB有源電力濾波器
2.2.1 KYYLB有源電力濾波器原理
KYYLB有源電力濾波器實際上是一個諧波發生器，它通過實時檢測電網上的負載產生的諧波電流，由IGBT逆變器生成一個與負載諧波電流大小相等、方向相反的補償電流，注入到電網，從而抵消負載諧波，防止諧波電流流入配電係統造成汙染，進而保證流向係統的電流是一個理想的交流正弦波形。
KYYLB有源電力濾波器係統由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發生電路。其中，指令電流運算電路檢測出補償對象電流中的諧波電流分量。補償電流發生電路根據指令電流運算電路得出補償電流的指令信號，產生實際的補償電流。補償電流與負載電流中的諧波及無功電流進行抵消，*終得到期望的正弦電網電流。
2.2.2 KYYLB有源電力濾波器的控製
由KYYLB有源電力濾波器的基本原理可知，實現KYYLB有源電力濾波器功能的關鍵先在於實時準確地檢測出負載中的諧波電流，其次是補償電流的產生和跟蹤。所以KYYLB有源電力濾波器控製的核心是諧波檢測和電流跟蹤。
諧波和無功電流的檢測主要采用瞬時無功功率理論檢測方法，此方法能夠更有效地協調好諧波電流檢測的實時性和檢測精度之間的矛盾，是目前應用較為廣泛的方法。
產生補償電流的控製方法以滯環比較控製法為主，它兼有響應速度快、開關頻率不高以及控製簡單的特點，從而被廣泛應用。
2.2.3 KYYLB有源電力濾波器優缺點
實際應用中，KYYLB有源電力濾波器諧波治理效果明顯，能有效抑製係統各次諧波。當係統阻抗和頻率發生波動時，不會產生諧振現象而影響補償效果。不存在過載問題，當係統諧波電流增大時，裝置仍可運行。其主要問題是結構複雜、成本高，但由於需要額外電源，運行損耗大。
2.KYCL磁性濾波器
KYCL磁性濾波器是根據軟磁材料的特性，在三相品字形磁路對稱結構中，通過繞組和移相連接形成特定的磁路，根據電磁轉換原理將諧波電能轉換為磁能的利用磁場濾波的新技術。當諧波電流經過KYGL磁性濾波器時，諧波電流產生的磁場在KYCL磁性濾波器特殊品字型磁路結構中被分解為方向相反的磁通，相互抵消，達到消除諧波的目的。
2.3.1 KYCL磁性濾波器優點
KYCL磁性濾波器是無源類產品，本身耗能極低，不存在電容器補償，不涉及過補問題，可把諧波消除在冇有做功之前，屬於預防式諧波治理方法。在改善電壓、電流波形的同時提高功率因數、抑製浪湧和改善三相不平衡。
2.3.2 KYCL磁性濾波器應用
對薩北油田16－1注入站3＃注入泵進行進行KYGL磁性濾波器應用試驗，KYGL磁性濾波器串聯在變頻器入線處，變頻器運行頻率為39HZ，試驗數據看出：
（1）原變頻器配電回路電壓總畸變率在5.8％，超出了國家標準規範。治理後，變頻器配電回路電壓總畸變率降到1.73％；
（2）變頻器配電回路5次諧波濾除率為71.27％，7次諧波濾除率為87.56％；
（3）變頻器配電回路的功率因數由0.68提到0.91；
（4）變頻器配電回路總有效電流值降低了25.21％。
隨著油田電網諧波危害的日益加大，采取正確技術與措施對電力諧波進行治理越來越重要。KYCL磁性濾波器治理諧波效果顯著，在消除諧波、改善電壓和電流波形的同時淨化了配電係統的電能質量，提高了線路功率因數；在提高電能質量同時降低能耗，在治理電力諧波問題上具有很好的發展前景。
