專利名稱：可防止竊電的供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力輸送與供應(yīng)的方法，特別涉及由電力公司的高壓輸電線路向電力用戶的輸變電方法。
背景技術(shù)：
電力是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。大型工業(yè)企業(yè)例如鋼鐵、化工、石油行業(yè)的企業(yè)更是電力消耗的大戶。一般的供電方法是通過電網(wǎng)利用高壓輸電線路向各用電單位輸送電力。在高壓輸電線上的電壓一般為35千伏左右。在到達(dá)各工業(yè)用電單位之前，先通過變壓器變?yōu)?千伏的電壓，再通過降壓變壓器，變成660伏/380伏的三相工業(yè)用電，然后輸送給各工業(yè)用電部門。
但是，這種常規(guī)的供電方式存在的主要問題是，提供給正常用電單位的電力很容易被他人或單位偷竊。尤其是在油田生產(chǎn)中，這種問題更為嚴(yán)重。
油田作業(yè)一般都設(shè)在野外，油田的油井眾多，井與井之間的距離相隔較遠(yuǎn)，因此油井的散布區(qū)域較大。

圖1示意性地顯示了目前油田供電的主要方式。如圖1所示，將輸電線上的高壓電(例如35千伏)用變壓器變?yōu)槔?千伏的中壓電，然后通過油田的供電站將輸電線上的中壓電降壓而變?yōu)?60伏或380伏油田作業(yè)所需要的工業(yè)用電后輸送到各油井。
對(duì)于這種普通輸電方式，目前社會(huì)上的一些非法用電戶很容易利用價(jià)格低廉的設(shè)備以較低的成本在輸電線上接入各種用電設(shè)備。這些非法用電戶只考慮滿足自己的需要，根本不考慮線路和變壓器的容量，其后果一是造成合法用電單位由于電費(fèi)的增加而帶來的經(jīng)濟(jì)上的損失，更為嚴(yán)重的是可能造成線路和變壓器的損壞和由此導(dǎo)致正常生產(chǎn)停工和嚴(yán)重的生產(chǎn)事故(例如油井停抽)，嚴(yán)重?fù)p害國家和人民的財(cái)產(chǎn)。
為了解決非法用電戶的竊電問題，人們也進(jìn)行了各種研究，作了多種嘗試。例如發(fā)明名稱為“一種油田防盜電節(jié)能輸變電方法”的00132291.5號(hào)中國發(fā)明專利申請(qǐng)即提出了一種方法。該方法的主要構(gòu)思是在油田的中壓輸變電過程中，采用交流-直流-交流的輸變電手段，充分利用直流電自身性質(zhì)，使普通交流設(shè)備極難進(jìn)入輸電網(wǎng)絡(luò)中，大大增加竊電的難度和成本，從而在一定程度上防止竊電行為的頻繁發(fā)生。
由上述發(fā)明專利申請(qǐng)揭示的方法是將原有電網(wǎng)中心變電所輸出的交流中壓電(例如6千伏)通過整流器從交流變換為直流，例如9千伏的直流電；通過原有的6千伏交流輸電線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備處；利用直流降壓斬波器，對(duì)上述6千伏的直流中壓電進(jìn)行一次或多次斬波，使9千伏的中壓直流電降壓成為例如600伏的用戶低壓直流電，或者將原有電網(wǎng)的中心變電所輸出的交流中壓電進(jìn)行降壓處理，成為低壓交流電，再將該低壓交流電用整流器轉(zhuǎn)換為千伏級(jí)用戶低壓直流電；最后，通過直流/交流變換裝置或者是直流變交流的電機(jī)控制器，把用戶低壓直流電變?yōu)?0HZ的普通電力或10-50HZ的“變頻”交流電。
然而，可以看出，上述方法的實(shí)施采用了高壓直流輸變電的設(shè)備和技術(shù)，而高壓直流輸變電所需的設(shè)備如直流/交流變換裝置的技術(shù)復(fù)雜，因而成本很高，故一般僅用于需要大功率負(fù)荷的情況下。此外，目前國內(nèi)尚未采用過直流輸電的方法，其技術(shù)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性都存在問題。因此，這種方法的實(shí)用性尚存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種新的輸變電方法。該方法包括，將電廠送出的高壓三相高壓交流電變換為中壓單相交流電來進(jìn)行輸送；中壓單相交流電到達(dá)合法用電戶后，將其分別轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡糜诤戏ㄓ秒姂舻纳a(chǎn)用電，以及轉(zhuǎn)變?yōu)?20V交流電，用于合法用電戶的控制設(shè)備用電和照明用電。
本發(fā)明的有益效果是，由于在從輸電線到用電單位的供電從以往的三相供電方式改為單相供電方式，如果要從單相輸電線上竊電，則需要加上單相變?nèi)嗟脑O(shè)備才能利用所竊取的電能。而單相變?nèi)嗟募夹g(shù)既復(fù)雜而且成本也高。這對(duì)于一般的非法用電戶是難以實(shí)施的。因此，本發(fā)明可以有效地防止非法用電戶在電網(wǎng)中的竊電行為，從而大大降低了合法用戶因電能被竊而造成的經(jīng)濟(jì)損失。
在實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案時(shí)，可以利用現(xiàn)有的輸電線路，只需要增加平衡變壓器和單相平衡變壓器，故系統(tǒng)改造簡單且成本低，達(dá)到以較少的投入取得良好效益的效果。
附圖的簡要說明圖1是常規(guī)的三相交流供電方法的示意圖；圖2是本發(fā)明單相交流供電方法的示意圖。
圖3是本發(fā)明所采用的三相變單相平衡變壓器的示意圖。
具體的實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，以油田生產(chǎn)的供電為例來說明本發(fā)明的上述技術(shù)方案。
通常在電網(wǎng)的輸電線上傳輸?shù)氖?5千伏的高壓三相交流電，在到達(dá)用戶單位之前要經(jīng)過逐級(jí)降壓。油田生產(chǎn)用電主要可分為兩類，一類為220伏的交流電，用于為照明和控制系統(tǒng)工作供電。另一類為660/380伏的三相交流電，用于驅(qū)動(dòng)井口作業(yè)的電機(jī)。
由圖1可知，現(xiàn)有的供電方法從輸電線到用電單位(例如油田的采油井/站)的供電是采用中壓三相供電的方式，這樣就為不法分子的竊電提供了可乘之機(jī)。
在如圖2所示的本發(fā)明的單相交流供電的方法中，通過三相變單相的變壓器，將電廠配送的35千伏高壓交流電或6千伏中壓交流電利用三相變單相平衡變壓器變?yōu)?0千伏至15千伏的單相交流電。傳送到合法用電戶的電站后，利用單相雙電壓輸出變壓器將10千伏至15千伏的單相交流電變?yōu)?20V三相交流電和1.28千伏單相交流電傳輸?shù)骄?，再利用整流器?.28V單相交流電直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娪糜诰诔橛驮O(shè)備如抽油機(jī)使用，同時(shí)傳送到井口的220V三相交流電用作井口的照明用電和控制設(shè)備用電。
在上述輸變電方法中使用的三相變單相的變壓技術(shù)使現(xiàn)有的技術(shù)，例如，在中國專利申請(qǐng)85103640(三相輸入平衡時(shí)單相輸出的變壓器電、磁路系統(tǒng))，92242846.8(三相變單相變壓器)，88108745.1(三相輸入單相輸出的變壓器)；89108745.1(三相輸入單相輸出的變壓器)；以及中國專利01223897.X(三相變單相平衡變壓器)等中都有關(guān)于這類技術(shù)的說明，本發(fā)明是利用了現(xiàn)有的設(shè)備對(duì)輸變電的方法進(jìn)行了改進(jìn)，從而試圖使非法用電戶在傳統(tǒng)輸配電電網(wǎng)中的竊電行為不可能實(shí)施在利用本發(fā)明方法配送電的電網(wǎng)中。
圖3示出了本發(fā)明所采用的三相變單相平衡變壓器的例子。如圖3所示，這種三相變單相平衡變壓器采用了三柱式鐵芯，鐵芯的左臂和右臂截面積相等，中間豎臂的截面積是左臂或右臂的 倍；左臂套裝原邊線圈D1和副邊線圈D2，右臂套裝原邊線圈G1和副邊線圈G2；原邊線圈G1尾端與原邊線圈D1的中點(diǎn)O’相連，成為 形。副邊線圈G2端子與副邊線圈D2端子Z連接成為反 “L”形。原邊線圈G1與原邊線圈D1通過端子A、B、C接入三相電力系統(tǒng)，副邊線圈G2首端子S與副邊線圈D2首端子N間接入負(fù)荷。
原邊線圈G1的匝數(shù)是原邊線圈D1匝數(shù)的 倍。副邊線圈G2端子S、Z之間接入具有濾波功能的移相電容器和電抗器支路，開關(guān)R1控制電抗器與電容器的支路的投切，電抗器的感抗Xr1與電容器的容抗Xc1之比，對(duì)三次諧波為0.12～0.13；電抗器的感抗Xr1與電容器的容抗Xc1串聯(lián)后的等值容抗設(shè)為Xd1。
在副邊線圈G2的端子S、Z間接入一個(gè)可變電抗器Xr2支路，由開關(guān)R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切。
在副邊線圈D2的兩個(gè)端子N和Z之間接入一個(gè)可變電抗器支路，由開關(guān)K1控制可變電抗器感抗Xr2的投切。
設(shè)負(fù)荷的容量為SH千伏安，負(fù)荷功率因數(shù)角為f度(圓周360度)，開關(guān)R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯(lián)后與開關(guān)R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯(lián)，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，副邊線圈D2電壓與副邊線圈G2電壓值的正切角為g度，則各量值的關(guān)系如下g=14(180-2f);]]>QR=12×SH×(1+sinf);]]>QL=12×SH×(1-sinf)]]>該三相變單相平衡變壓器三相側(cè)功率因數(shù)等于1.0，負(fù)序電流等于零。當(dāng)三相側(cè)功率因數(shù)或負(fù)序電流滿足允許值時(shí)，開關(guān)K1支路可以取消。移相電容器、電抗器組與移相電抗器的參數(shù)值根據(jù)負(fù)荷的大小和功率因數(shù)來配置。
采用上述的三相變單相平衡變壓器，可以有效地達(dá)到三相變單相的平衡變換。取消電分相，實(shí)現(xiàn)了同相供電。還能吸收部分諧波，減少對(duì)電力系統(tǒng)的影響。
當(dāng)然，本發(fā)明也可以采用其它類型的三相變單相的平衡變壓器。
在油田的各供電站，利用單相平衡變壓技術(shù)將10KV-15KV的單相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏單相交流電和1.28千伏的單相交流電。其中220伏的交流電供照明和控制線路使用，而1.28千伏的單相交流電進(jìn)整流后便為直流電供油井口的采油作業(yè)用。
為了配合上述輸變電方法的實(shí)現(xiàn)，只需將井口的抽油機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)改為直流電機(jī)即可。此外，因?yàn)橐獙⒖刂坪驼彰饔玫?20伏交流電與上述直流電一起也送至井口，可以將多條不同電壓的輸電線放在一根纜管內(nèi)，使一般的非法竊電者難以區(qū)分，也增加了竊電的難度。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法，從電廠送出的高壓三相交流電經(jīng)三相變單相平衡變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗嘟涣麟姾笤诂F(xiàn)有的輸配電網(wǎng)絡(luò)上傳輸，到達(dá)合法用電戶后在利用單相平衡雙輸出變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)?20V單相交流電和1.28KV單相交流電傳送到用電設(shè)備所在處，1.28KV單相交流電在配送到用電設(shè)備之前，經(jīng)整流變?yōu)橹绷麟?，只要用電設(shè)備的電機(jī)采用直流電機(jī)，即可正常使用。由于本發(fā)明在整個(gè)輸送電能的過程中采用單相傳輸?shù)姆绞?，使得非法竊電者即使竊取了電能也不能直接使用，從而有效地防止了非法用戶的竊電。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在設(shè)備上，需要將原來輸電線路上的普通變壓器改為三相變單相的平衡變壓器。相應(yīng)地要將降壓變壓器改為單相雙電壓輸出變壓器。最后要將井口的電機(jī)改為直流電機(jī)，同時(shí)配備相應(yīng)的整流器。
需要說明的是，盡管本發(fā)明是結(jié)合油田作業(yè)的供電來說明的，但是顯然本發(fā)明并不限于用在對(duì)油田供電。
權(quán)利要求
1.一種供電方法，包括a)對(duì)輸電線上的三相高壓電進(jìn)行三相變?yōu)閱蜗嗟碾妷鹤儞Q，轉(zhuǎn)化為單相交流電后進(jìn)行輸送；b)對(duì)輸送到供電站的單相交流電進(jìn)行變壓轉(zhuǎn)換，根據(jù)用電設(shè)備需要輸出多種交流電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電方法，其中在步驟b)中輸出的交流電為220V和1.28KV單相交流電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電方法，進(jìn)一步包括將1.28KV單相交流電整流后供用電設(shè)備使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可防止竊電的供電方法。包括用三相變單相的平衡變壓器將輸電線上的三相高壓電轉(zhuǎn)化為單相交流電來進(jìn)行輸送；和將單相交流電經(jīng)單相變壓輸出兩種交流電，一是220V單相交流電作為照明用電和控制設(shè)備用電，另一種是1.28KV單相交流電。1.28KV單相交流電再整流成直流電后供用電設(shè)備使用。本發(fā)明巧妙地改變了常規(guī)的輸送電方式，利用了現(xiàn)有的電網(wǎng)設(shè)備，實(shí)施簡單，成本低廉，有效地防止非法用戶的竊電行為，保障合法的電力用戶的正當(dāng)權(quán)益。
文檔編號(hào)H02J3/00GK1508934SQ0215649
公開日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者何新懷, 孫蘇虹 申請(qǐng)人:孫蘇虹