發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)技術(shù)在石油鉆機(jī)中的應(yīng)用

栗從鑫

摘要 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的各項(xiàng)科技技術(shù)取得了很大成功。在電力技術(shù)方面，發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為電力技術(shù)方面的研究主題，本文將從發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)技術(shù)介紹及其特點(diǎn)、石油鉆機(jī)工況和對(duì)鉆機(jī)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的要求，以及發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)技術(shù)在石油鉆機(jī)中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)做簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞發(fā)電機(jī) 同期并網(wǎng) 石油鉆機(jī)工作能源支持 應(yīng)用

1. 發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)技術(shù)介紹及其特點(diǎn)

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)就是通過發(fā)電機(jī)出口開關(guān)的合閘，把發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)(也可以是幾臺(tái)發(fā)電機(jī)組成)聯(lián)接起來,讓電能源源不斷地輸送出去.發(fā)電機(jī)并網(wǎng)有三個(gè)條件:發(fā)電機(jī)的頻率、電壓、相位必須與電網(wǎng)的頻率、電壓、相位保持一致，才能并網(wǎng)發(fā)電。（三個(gè)條件完全一樣叫同期；有一點(diǎn)偏差，但是在允許的范圍內(nèi)叫準(zhǔn)同期）與并網(wǎng)相反的就是解列，解列就是不想發(fā)電了，還是通過這個(gè)出口開關(guān)的分閘，把發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)斷開，這就叫解列；等想發(fā)電的時(shí)候再同期合閘，這就叫并網(wǎng)。

當(dāng)然這個(gè)過程并非如此簡(jiǎn)單的就可以完成，怎么檢測(cè)上述條件已滿足，我們通常采用自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置來輔助完成這一過程的，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置是由合閘、調(diào)頻、調(diào)壓、電源組成的。自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置能完成并網(wǎng)前的自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓，自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率和控制的發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)正弦電流變化相同的時(shí)刻，這時(shí)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置發(fā)出合閘信號(hào)，完成并網(wǎng)。上述并網(wǎng)條件不能滿足時(shí)侯，實(shí)施并網(wǎng)技術(shù)操作，叫做非同期并網(wǎng)操作，會(huì)引起沖擊電流現(xiàn)象，電壓差值越大，沖擊電流就越大，同樣頻率差值越大，沖擊電流就越長(zhǎng)。

自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的調(diào)壓作用是這樣來完成的：自動(dòng)比較待并發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓的高低，自動(dòng)發(fā)出降壓或者升壓的信號(hào)，作用于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)壓器上，當(dāng)兩者電壓相同或者相似時(shí)，發(fā)出并網(wǎng)信號(hào)允許合閘；同理調(diào)頻作用也是如此，自動(dòng)判斷發(fā)電機(jī)頻率高于電網(wǎng)系統(tǒng)頻率，還是低于電網(wǎng)系統(tǒng)頻率，然后自動(dòng)發(fā)出調(diào)頻信號(hào)，使得發(fā)電機(jī)系統(tǒng)頻率和電網(wǎng)系統(tǒng)頻率相同或者相似；合閘的作用就是在完成上述兩個(gè)條件時(shí)，確定并網(wǎng)的那個(gè)確切時(shí)刻合閘完成并網(wǎng)，前兩個(gè)條件不滿足時(shí)就會(huì)自動(dòng)控制合閘信號(hào)的發(fā)出。近幾年來，非同期并網(wǎng)事故發(fā)生很多，造成的后果極其嚴(yán)重，因此為了避免事故的發(fā)生，我們要認(rèn)真檢查自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，認(rèn)真核實(shí)每一步操作，確定運(yùn)行系統(tǒng)中電壓、合閘、調(diào)頻、調(diào)壓、電源正常運(yùn)行。徹底避免非同期并網(wǎng)事故的發(fā)生，保證發(fā)電機(jī)順利并網(wǎng)。

發(fā)電機(jī)為何要并網(wǎng)，就發(fā)電機(jī)本身來講其作用是用來發(fā)電的，但是隨著科技的發(fā)展，工業(yè)用電設(shè)備越來越多，更不用說大型的企業(yè)工廠各種各樣的機(jī)器用電，僅依靠一臺(tái)發(fā)電機(jī)的力量來發(fā)電是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，發(fā)電機(jī)只有并網(wǎng)后，才能源源不斷的把電輸送出去，才能提供源源不斷的電源，來滿足大型企業(yè)中的用電、石油鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)用電。

2. 石油鉆機(jī)工作工況和對(duì)鉆機(jī)并網(wǎng)的要求

石油鉆機(jī)是用來進(jìn)行石油、天然氣勘探、開發(fā)的鉆井設(shè)備，具體就是帶動(dòng)鉆具擊破巖石層，向地下鉆至要求的深度，從而獲得石油或天然氣。簡(jiǎn)單說它由動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、工作機(jī)和輔助設(shè)備組成，具體有動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、壓縮空氣源及氣動(dòng)控制系統(tǒng)、儀器儀表及檢測(cè)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)及凈化系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、井口工具，石油鉆機(jī)多種多樣，其中按驅(qū)動(dòng)型式可分為:柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)。其中電驅(qū)動(dòng)又可分為:交流電驅(qū)動(dòng)、直流電驅(qū)動(dòng)、交流電變頻電驅(qū)動(dòng)。鉆機(jī)的動(dòng)力設(shè)備有柴油機(jī)、交流電機(jī)、直流電機(jī)。無論陸地鉆機(jī)還是海上鉆機(jī)都存在遠(yuǎn)離大容量動(dòng)力電網(wǎng)的客觀現(xiàn)實(shí)，過去一般采取柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)采的方式鉆井，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，目前用多臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)為石油鉆機(jī)提供能源動(dòng)力成為新的發(fā)展方向和趨勢(shì)。這樣當(dāng)鉆機(jī)負(fù)載為交流電機(jī)時(shí)，當(dāng)今最常用的就是柴油機(jī)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等交流電機(jī)進(jìn)行鉆井作業(yè)；當(dāng)鉆機(jī)負(fù)載為直流電機(jī)時(shí)，再由可控硅整流，將交流電變成直流電，實(shí)現(xiàn)直流電驅(qū)動(dòng)。

石油鉆機(jī)的工況環(huán)境比較特殊，多數(shù)在地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，氣候變化多樣的地區(qū)，如極寒難耐的極地，高溫炙熱的沙漠，悶熱潮濕的沼澤，深不可測(cè)的海底等，工作環(huán)境的特殊，對(duì)鉆機(jī)的使用要求極高，必須保證鉆機(jī)在各個(gè)地域得正常運(yùn)行。

3. 發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)技術(shù)在石油鉆機(jī)中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

如今在國(guó)內(nèi)許許多多的陸地油田鉆機(jī)以及海上模塊鉆機(jī)中配置多臺(tái)發(fā)電機(jī)為鉆機(jī)提供能源，因此要使發(fā)電機(jī)提供充足的能源支持，發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)是關(guān)鍵技術(shù)之一。

外國(guó)石油鉆機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用較早也較功，從1909年第一次將柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電來驅(qū)動(dòng)頓鉆鉆機(jī)，再到1958年美國(guó)、印度、前國(guó)家將幾百臺(tái)電驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)應(yīng)用在石油鉆機(jī)中。后來隨著技術(shù)的發(fā)展前蘇聯(lián)、美國(guó)等國(guó)家利用原有的電驅(qū)動(dòng)機(jī)器，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，創(chuàng)造出現(xiàn)的混合型的電驅(qū)動(dòng)機(jī)型，并大量投入到石油鉆機(jī)應(yīng)用中。在我國(guó)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)技術(shù)也得到了很好的應(yīng)用，以我國(guó)山東某一石油勘探開發(fā)公司為例，該公司將大慶130-I型鉆機(jī)與三臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)結(jié)合使用，通過實(shí)驗(yàn)證明三臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，不僅能滿足130-I型鉆機(jī)這工程運(yùn)行，還能帶動(dòng)另一臺(tái)300kw的發(fā)電機(jī)，經(jīng)過相關(guān)部門的測(cè)試，該三臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后節(jié)省了16.82%的柴油，這樣一個(gè)月下來就可以為該公司節(jié)約三萬多資金，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，使用兩臺(tái)發(fā)電機(jī)就可完成以往相同的工作量，因此節(jié)省了該公司的經(jīng)濟(jì)資源，可減輕了單獨(dú)用柴油機(jī)發(fā)電組所帶來的環(huán)境污染，同時(shí)節(jié)省了人力物力資源，提高了該公司的經(jīng)濟(jì)效益。

此技術(shù)的應(yīng)用提高了鉆機(jī)供電系統(tǒng)的技術(shù)水平，使得整機(jī)可靠性提高，用電效率進(jìn)一步提高。與以往相比，并網(wǎng)后電壓更穩(wěn)定、極大的提高了鉆機(jī)的安全性能和可靠性。也降低了鉆機(jī)的噪音污染，不會(huì)給石油鉆井附近的居民帶來影響，改善了石油工地的工人的工作環(huán)境，也擴(kuò)大了鉆機(jī)的應(yīng)用范圍。

4. 總結(jié)

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)技術(shù)是電力技術(shù)的一大進(jìn)步，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后無論對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钣秒娺€是大型的用電設(shè)備，提供了一定的保障，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)也提高了發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功能。同時(shí)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)在石油鉆機(jī)中的應(yīng)用，降低了鉆井工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了鉆井控制精度和工作質(zhì)量，也從根本上減輕了噪音污染，改善了鉆井工人的工作環(huán)境，降低了鉆井技術(shù)成本。從而也創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用在石油鉆機(jī)中取得了很好的成效，筆者相信隨著信息技術(shù)的發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)化的普及，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)技術(shù)會(huì)更加成熟，應(yīng)用更加廣泛，其作用更加突出。

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