本發明是在脫水變壓器高壓側進行調壓并補償的一種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進行調壓，從而把脫水電流限制在供電裝置的允許值內，防止過電流損壞供電裝置。調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進行調壓的脫水供電裝置，無法消除脫水器內電極放電時產生的過電壓和電源波形畸變產生的過電壓。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，有造成大型火災事故發生的可能;低壓側調壓的脫水供電裝置，調壓線路復雜，故障率高，維修困難，效率低，耗電量高;低壓側調壓的脫水供電裝置，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損耗的關鍵環節。

本發明的主要目的，是制造一種在電脫水過程中不產生過電壓的、耗電量低的、結構簡單、運行可靠、維修方便、造價低廉，能適應高、低含水原油脫水的供電裝置。

附圖1是本發明的原理線路圖，虛線框中的各元件是核心部份。

裝置的調壓作用如下：

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τ也很小。在電源的負半週，電容器上充的電荷經電極，通過脫水器中的原油對地放電，放電時間常數仍然是：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減小，電極上獲得的電壓下降。水淹電極時，充、放電時間常數基本相等，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，不管脫水器內發生什么變化，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，例如水淹電極時，變壓器高壓側負載增加，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進行功率因數補償，無功補償向量圖，見附圖2。

經測量全站總用電量的功率因數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值雖大，但全站所需電網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電的優越性能。