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电压质量对电网稳定运行,降低线路损耗,保证工农业安全生产,提高产品质量,降低用电损耗等都有直接影响。在当今的电力系统中,感应式电动机和变压器作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流;随着以电力电子装置为代表的各种非线性元件的大量使用,电网中的谐波和无功功率污染问题日益严重,不仅降低了电能质量,还威胁着电力系统的稳定、安全运行,严重时会损坏设备,甚至造成电力系统事故,所以谐波抑制和无功补偿技术日益引起人们的关注。
油田作为耗能大户其节能受到了全世界的关注。对于我国来讲,抽油机节能技术的研究具有更大的现实意义。目前,常规的游梁式抽油机仍是我国各油田使用最多的一种机械采油设备,我国对于原油的开采处于中后期,实际测量表明,在这种状况下电力系统的平均功率因数相当低,电动机能量损耗较大。因此,这在客观上要求我国应大力发展和推广油田抽油机的节能技术,提高经济效益。
本文针对油田抽油机电力系统中谐波抑制和无功补偿装置发展的现状,通过分析谐波抑制和无功补偿的原理,结合国内外的研究成果,比较了目前几种流行的补偿方式,根据实用性和经济性的原则,提出了一种基于TI(德州仪器)公司的TMS320LF2407芯片为主控制器构成的滤波无功补偿装置,对油田抽油机供电电网中的谐波和无功状况进行实时监控。设计了一种新型的基于DSP的智能低压动态无功补偿控制器,通过快速傅立叶变换准确检测并计算出电网中的各项参数,采用模糊控制策略来投切电容器组,以过零型固态继电器SSR为投切开关,实现对三相变化负荷的快速跟踪及响应,从根本上克服了补偿装置的开关往复投切及小波振荡现象,从而实现滤波无功补偿器的快速、无弧、无冲击投切,以达到谐波抑制和无功补偿的目的,在理论研究的基础上,建立适当的数学模型,应用MATLAB仿真软件,对装置的投切补偿效果进行了模拟,实验结果表明该装置可以有效的对系统谐波进行抑制,在一定程度上提高了抽油机供电系统的电能质量。