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摘 要：文章针对海洋平台供电质量不良的状况，提出了相应的改进措施，可为相关工作者提供参考。
关键词：供电；质量；改进；措施
1006-8937（2013）02-0110-02
海洋平台一般由3～5台船用柴油发电机组并联运行并提供电源，大负荷用电设备主要是由SCR或交流变频装置驱动的钻井设备。大功率SCR及交流变频装置会引起平台电网功率因数低，并且含有大量高次谐波。这对平台电网供电产生了严重污染，常导致了以下问题：其一，发电机组效率及稳定性下降；其二，电缆、电动机和变压器出现异常过热；其三，用电设备之间相互干扰，损坏敏感的设备，引发断路器误动作，造成电容器过载或因故障而损毁；其四，高次谐波诱发电网谐振，损坏可控硅等元器件，严重时造成电气设备失控影响平台设备的正常运行。因此，改进供电质量非常必要
由表1数据可知，电网的功率因数较低，其中无功功率大约为1 700 kVar，进行无功补偿大有必要。
本系统装置采用模块化设计，由信号采样隔离模块，智能采样控制模块、电子开关模块、调谐电抗器组、电容器组等组成。
①信号采样隔离模块。信号采样隔离模块采用目前先进的交流信号采样传感器技术，采样精度可达0.，信号的隔离电压可达3 000 VAC，采样信号经过电磁隔离模块传送到智能控制模块进行处理。
②智能采样控制模块。智能采样控制模块采用32位ARM处理器、CPLD以及高精度数字AD同步采样技术等。电压、电流采样信号首先经由高精度数字AD采样芯片进行同步采集处理，ARM处理器将采样信号进行运算处理，计算得出电压、电流、功率、功率因数等基本电参数和至31次谐波数据，用于进行滤波和补偿回路的投切控制。同时控制器具有数据显示、按键查询、数据通讯等辅助功能。
③电子开关模块。为了防止和减小在电容器投入时产生的浪涌电流，电容器的投切过程是一个很重要的技术问题。对于本系统，系统采用目前国际先进的过零触发投切技术，电子开关采用触发可控硅模块。由于无功功率补偿投切采用了电流过零触发技术，即使是在频繁的投切过程中，电容器组也不会产生浪涌电流，从而避免了投切瞬间对电容器及电子开关等器件造成损伤，进一步的延长了电容器、可控硅模块的使用寿命。
④调谐电抗器组。根据国标GB50227-95《并联电容器装置设计规范》，用于抑制涌流和抑制谐波的电抗器，当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为5次及以上时，电抗率宜采用4.5%～6%；当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时，电抗率宜采用12%，因为一旦发生谐振，谐振电流将达到数倍的电容器额定电流，足以损坏电容器，严重时甚至导致低压配电系统的崩溃。在钻井平台电网中，5次、7次、11次、13次谐波含量较高，所以在进行投切的电容器组上进行串联7%电抗器，以用来抑制线路的5次及5次以上的谐波。
⑤电容器组。电容器选择采用MKK系列滤波电容器，电容器组用多组并联方式进行控制，当控制模块监测到无功功率变化时，控制器将计算出当前需要投切的电容量并且一次性进行投切完毕，并由智能控制模块实时跟踪线路负荷的变化从而实时的对需要补偿的电容器的进行投切，从而大大提高电容的寿命。
①电压总畸变率（THD）从原来的8.7%降止
通过改进，大大提高了海洋平台的供电电能质量，提高了发电设备的利用效率，有利于供电系统的长期安全、经济运行，产生了较好的经济效益。
参考文献：
GB50227-95.并联电容器装置设计规范[S].
关键词：供电；质量；改进；措施
1006-8937（2013）02-0110-02
海洋平台一般由3～5台船用柴油发电机组并联运行并提供电源，大负荷用电设备主要是由SCR或交流变频装置驱动的钻井设备。大功率SCR及交流变频装置会引起平台电网功率因数低，并且含有大量高次谐波。这对平台电网供电产生了严重污染，常导致了以下问题：其一，发电机组效率及稳定性下降；其二，电缆、电动机和变压器出现异常过热；其三，用电设备之间相互干扰，损坏敏感的设备，引发断路器误动作，造成电容器过载或因故障而损毁；其四，高次谐波诱发电网谐振，损坏可控硅等元器件，严重时造成电气设备失控影响平台设备的正常运行。因此，改进供电质量非常必要
源于：www.udooo.com
，本文以某海洋平台为例，介绍了改进海洋平台供电质量的措施。1 某海洋平台供电现状及分析
①母排电流谐形及数据。该海洋平台由4台发电机组组成，平时用3台，一台做备用，首先对该平台的600VAC母线的供电参数进行了测量，如图1、图2所示。
如图1、图2所示，电流的波形畸变率较高，已经达到18.44%，其波形已经发生了明显的变化，其中0～31次谐波中谐波含量较高的为5次17.27%、7次3.23%、11次4.14%、13次2.34%，其中5次高达17.27%，占据了总谐波含量的绝大部分。
②母线排的其他基本参数。如表1所示。由表1数据可知，电网的功率因数较低，其中无功功率大约为1 700 kVar，进行无功补偿大有必要。
2 供电质量改进措施
根据以上分析，为解决谐波含量过多及无功功率过大，改善供电质量，研制了滤波与功率补偿装置，其工作原理图如图3所示，其中，①虚线框内为滤波回路，②虚线框内为滤波补偿回路。本系统装置采用模块化设计，由信号采样隔离模块，智能采样控制模块、电子开关模块、调谐电抗器组、电容器组等组成。
①信号采样隔离模块。信号采样隔离模块采用目前先进的交流信号采样传感器技术，采样精度可达0.，信号的隔离电压可达3 000 VAC，采样信号经过电磁隔离模块传送到智能控制模块进行处理。
②智能采样控制模块。智能采样控制模块采用32位ARM处理器、CPLD以及高精度数字AD同步采样技术等。电压、电流采样信号首先经由高精度数字AD采样芯片进行同步采集处理，ARM处理器将采样信号进行运算处理，计算得出电压、电流、功率、功率因数等基本电参数和至31次谐波数据，用于进行滤波和补偿回路的投切控制。同时控制器具有数据显示、按键查询、数据通讯等辅助功能。
③电子开关模块。为了防止和减小在电容器投入时产生的浪涌电流，电容器的投切过程是一个很重要的技术问题。对于本系统，系统采用目前国际先进的过零触发投切技术，电子开关采用触发可控硅模块。由于无功功率补偿投切采用了电流过零触发技术，即使是在频繁的投切过程中，电容器组也不会产生浪涌电流，从而避免了投切瞬间对电容器及电子开关等器件造成损伤，进一步的延长了电容器、可控硅模块的使用寿命。
④调谐电抗器组。根据国标GB50227-95《并联电容器装置设计规范》，用于抑制涌流和抑制谐波的电抗器，当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为5次及以上时，电抗率宜采用4.5%～6%；当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时，电抗率宜采用12%，因为一旦发生谐振，谐振电流将达到数倍的电容器额定电流，足以损坏电容器，严重时甚至导致低压配电系统的崩溃。在钻井平台电网中，5次、7次、11次、13次谐波含量较高，所以在进行投切的电容器组上进行串联7%电抗器，以用来抑制线路的5次及5次以上的谐波。
⑤电容器组。电容器选择采用MKK系列滤波电容器，电容器组用多组并联方式进行控制，当控制模块监测到无功功率变化时，控制器将计算出当前需要投切的电容量并且一次性进行投切完毕，并由智能控制模块实时跟踪线路负荷的变化从而实时的对需要补偿的电容器的进行投切，从而大大提高电容的寿命。
3 改进后的效果及结论
改进后，该装置运行良好，效果如下：①电压总畸变率（THD）从原来的8.7%降止
3.1%，各次谐波都符合GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》标准要求。
②该装置运行后，供电系统的功率因数提高到0.95以上，有效降低发电设备和供电线路的损耗。通过改进，大大提高了海洋平台的供电电能质量，提高了发电设备的利用效率，有利于供电系统的长期安全、经济运行，产生了较好的经济效益。
参考文献：
GB50227-95.并联电容器装置设计规范[S].