[其他]原油脫水電容調(diào)壓、補償供電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86102276
• 申請日: 1986-03-24
• 公開（公告）號: CN86102276A
• 公開（公告）日: 1986-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余大民;顏廷敏;張忠良
• 申請（專利權(quán)）人: 勝利油田設(shè)計規(guī)劃研究院
• 主分類號: B01D17/06
• 分類號: B01D17/06;C10G33/02
• 代理公司: 山東省專利服務(wù)處
• 代理人: 王錫洪

本發(fā)明是在脫水變壓器高壓側(cè)進行調(diào)壓并補償?shù)囊环N原油電脫水供電裝置。

目前，各國的原油電脫水供電裝置，均是在脫水變壓器低壓側(cè)進行調(diào)壓，從而把脫水電流限制在供電裝置的允許值內(nèi)，防止過電流損壞供電裝置。調(diào)壓元件多用可控硅或飽和電抗器，如美專利US4400253。這種在變壓器低壓側(cè)進行調(diào)壓的脫水供電裝置，無法消除脫水器內(nèi)電極放電時產(chǎn)生的過電壓和電源波形畸變產(chǎn)生的過電壓。過電壓是造成脫水供電裝置各部份損壞的主要原因，特別是脫水絕緣棒損壞后，有造成大型火災(zāi)事故發(fā)生的可能;低壓側(cè)調(diào)壓的脫水供電裝置，調(diào)壓線路復雜，故障率高，維修困難，效率低，耗電量高;低壓側(cè)調(diào)壓的脫水供電裝置，對含水50%以上的高含水原油不能電脫水，而油田進入中高含水期后，高含水原油的密閉低溫脫水，是使集輸工藝密閉，大幅度降低油氣蒸發(fā)損耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本發(fā)明的主要目的，是制造一種在電脫水過程中不產(chǎn)生過電壓的、耗電量低的、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便、造價低廉，能適應(yīng)高、低含水原油脫水的供電裝置。

附圖1是本發(fā)明的原理線路圖，虛線框中的各元件是核心部份。

裝置的調(diào)壓作用如下：

在電源的正半週，電源對圖1中右邊的電容器C₂充電，充電時間常數(shù)為：τ＝R·C

式中C：電容器的電容量，

R：整流硅堆的正向阻值。

由于硅堆的正向阻值很小，僅幾十歐，使得電容器的充電時間常數(shù)τ也很小。在電源的負半週，電容器上充的電荷經(jīng)電極，通過脫水器中的原油對地放電，放電時間常數(shù)仍然是：τ＝R·C此時，C仍是電容器C₂的容量但R已不是整流硅堆的正向阻值，而是原油的絕緣電阻，當脫水器工作正常時，這一阻值十分高，約為10⁷歐，因此，放電時的τ值很大。

由于充放電時間常數(shù)差別很大，使得電極上獲得的電壓迅速積累、增高。開路時，達到電源電壓的峰值（2]]>倍電源電壓）

當脫水器工作不正常時（如油水界面升高），原油絕緣電阻下降，電容器放電時間常數(shù)減小，電極上獲得的電壓下降。水淹電極時，充、放電時間常數(shù)基本相等，電極上的電壓下降為零。左邊電容器C₁的工作情況基本相同，只是兩只電容器在同一時間，一個充電，另一個放電。

本設(shè)備的短路電流，用電容器的容量來恒定，短路時（或水淹電極），變壓器輸出的電壓全部加在電容器上，變壓器最大輸出高壓電流為：

I＝2πfCU_～

式中f：電源頻率、赫

C：電容器的容量、法

U_～：變壓器輸出電壓、伏

從上式可見，當電容量確定后，變壓器的最高輸出電流也就確定了。

上式說明，不管脫水器內(nèi)發(fā)生什么變化，變壓器的最大高壓電流不會超過計算電流，只要我們設(shè)計變壓器的高壓額定電流大于計算電流，就可保證變壓器、整流器永遠不會因過電流損壞。

裝置的補償作用如下：

當原油脫水器的運行處于非正常狀態(tài)，例如水淹電極時，變壓器高壓側(cè)負載增加，以致完全短路，此時，變壓器輸出的電壓全部加在電容器上，脫水器消耗的有功電能為零。電容器僅消耗無功電能，容性無功電能可以對電網(wǎng)進行功率因數(shù)補償，無功補償向量圖，見附圖2。

經(jīng)測量全站總用電量的功率因數(shù)CCS＝0.6（滯后），IR₁為全站有功電流，IL為全站感性電流，其向量和I₁是全站需電網(wǎng)供給的電流。

如原裝置供電，脫水器水淹電極時，消耗的有功電流增加IR₂，全站的感性電流不變，這時全站所需電網(wǎng)供給的電流為I₂。從圖2可見，I₂大于I₁。

采用新裝置供電，脫水器水淹電極時，消耗的有功電流為零，消耗的無功電容電流為IC，全站需電網(wǎng)供給的電流為I₃。

從圖2可以看出，I₃不但比I₂小，而且比I₁也小。新裝置供電，脫水器水淹電極時，脫水電流表指示的數(shù)值雖大，但全站所需電網(wǎng)供給的電流不但沒增加，反而下降不少，充分顯示出供電裝置節(jié)電的優(yōu)越性能。