ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用_张强.docVIP

ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用_张强 第23卷 第2期（总第134期）2012年4月 船舶 SHIPBOAT Vol.23No.2April，2012 ［船舶电气］ ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用 张 （中海油研究总院 ［摘 强 北京100027） 要］随着电力系统的复杂性和规模的不断扩大，使用电力系统分析仿真软件对系统进行仿真计算已成为 电气工程师的主要应用工具。通过对谐波的特点与治理以及ETAP软件的功能特点介绍，结合南海某油田项目实例，讲述如何采用ETAP对系统进行谐波分析，并给出计算结果和初步确定滤波方案。 ［关键词］海洋石油平台；ETAP软件；谐波分析；滤波器［中图分类号］U674.381 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2012）02-0060-05 ApplicationofETAPsoftwareinpowersystemharmonic analysisforoffshoreoilplatform ZHANGQiang （CNOOCResearchInstitue，Beijing100027，China） Abstract：Withthecomplexityandthegrowingofthescaleofpowersystems，numericalsimulationbyanalyzingandsimulationsoftwarebecomesprimarytoolforelectricalengineers.Thispaperintroducesthecharacteristicsofharmonicwaveanditscontrol，andthefeaturesofETAPsoftware.ItalsoexplainshowtocarryoutharmonicanalysisbyETAPbasedonapracticaloilfieldprojectinSouthSea，andprovidesthenumericalresultsandthepreliminaryfilterscheme. Keywords：offshoreoilplatform；ETAPsoftware；harmonicanalysis；filter 引言 1 谐波的产生与治理 海洋石油平台谐波污染主要来自变频器，变频 随着电力电子设备的发展，海洋石油平台上越来越多的电气设备开始应用变频器等非线性设备，这些非线性装置产生大量谐波，使电压和电流形成畸变，严重影响了海洋石油平台电源的质量。 基于海洋石油平台谐波问题的日益突出，需要认识海洋石油平台谐波的特点，并结合谐波分析的结果制定出滤波方案。本文首先介绍ETAP软件在谐波程序的主要内容，随后通过南海某油田项目实例，介绍如何采用ETAP对平台的电力系统进行谐波分析计算，并给出计算报告和初步确定滤波方案。 器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，向电网中注入了大量的高次谐波。变频器谐波的表现形式主要为电流谐波与电压谐波两种方式，其中电流谐波主要取决于负载大小及相关的回路阻抗等，电压谐波取决于回路阻抗与总谐波电流［1］。 谐波的危害十分严重。它能使电气设备过热，产生振动和噪声，使设备绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置的误动作，对通信设备和电子设备产生严重的干扰。对于电能质量，许多国家和国际组织都制定了谐波的相应标准，如IEEEStd.519-1992中对 ［收稿日期］2011-11-02；［修回日期］2011-12-08［作者简介］张 强（1979-），男，汉族，工程师，研究方向：海洋平台电力系统设计。 60 张强：ETAP软件在海洋石油平台电力系统谐波分析中的应用 谐波电流允许值作了相关规定： 当Isc/IL＜20，TDD限值为5%；当20＜Isc/IL＜50， 表1 电网标称电压/kV 公用电网电压谐波分量限制表 电压总谐波畸变率/% 各次谐波电压含有率/%奇 次 偶 次 TDD限值为8%。其中：Isc为公共连接点的短路电 ［2］ 流；IL为公共连接点的负载电流基波分量；TDD为总需求电流畸变率。 我国国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》中也对电压和电流谐波分量作出了具体规定，如表1和表2所示。 表2 标准电压基准短路 容量2 0.386 5.04.0 4.03.2 2.01.6 10 注入公共连接点的谐波电流允许值 谐波次数 /kV 345678910111213141516171819202122232425 谐波电流允许值/A /MV0.38610 78623962264419211628132411129.7188.6