油田配電網(wǎng)中電能損耗分析及降損措施

張命勇 陳鵬

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠；2.大慶油田電力集團(tuán)供電公司）

油田配電網(wǎng)中電能損耗分析及降損措施

張命勇1陳鵬2

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠；2.大慶油田電力集團(tuán)供電公司）

配電網(wǎng)電能損耗是一定時(shí)間內(nèi)電流流經(jīng)各電力設(shè)備時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗。分析了油田電網(wǎng)中電能損耗的原因，從配電變壓器、驅(qū)電線路、電網(wǎng)諧波、電網(wǎng)運(yùn)行方式、有效管理等方面詳細(xì)論述了降低電能損耗的措施，以減少電量流失，實(shí)現(xiàn)降損增效目的。

油田配電網(wǎng) 損耗分析 降損措施

1 電能損耗分析

配電網(wǎng)的電能損耗是指一定時(shí)間內(nèi)電流流經(jīng)配電網(wǎng)中各電力設(shè)備時(shí)所產(chǎn)生的電能損耗，它是配電系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行的一項(xiàng)綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[1]。

由于油田用電計(jì)量電度表均安裝在35 kV主變壓器低壓側(cè)，因此采油廠只承擔(dān)35 kV以下配電網(wǎng)的電能損耗，包括6（10）kV配電線路、配電變壓器、電容器以及0.4 kV低壓線路中的損耗。電能損耗的主要設(shè)備是配電變壓器，其次是配電線路、低壓線路、并聯(lián)電容器。此外，電能損耗還包括漏電和竊電等因素造成的損失。

2 降低電能損耗措施

2.1 減少配電變壓器的電能損耗

配電變壓器的電能損耗在配電網(wǎng)電能損耗中占很大的比例，因此減少其電能損耗，對(duì)降低線損具有很大的作用。

2.1.1 切除空載運(yùn)行配電變壓器

在配電網(wǎng)中，配電變壓器的損耗約占總損耗的65%，而其中的固定損耗（空載損耗）又占變壓器損耗的80%以上，即空載損耗占配電網(wǎng)總損耗的50%左右。因此，及時(shí)切除空載運(yùn)行配電變壓器，對(duì)降低整個(gè)配電網(wǎng)的電能損耗起重要作用。

2.1.2 老式高耗能型變壓器節(jié)能改造

目前，大慶油田在用老式變壓器約有2×104臺(tái)（包括站用變壓器和機(jī)采井變壓器），從現(xiàn)實(shí)情況看，要全部淘汰油田老式高耗能變壓器是不切實(shí)際的，可以對(duì)老式高耗能變壓器進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，達(dá)到既降低變壓器損耗，又節(jié)省一次性投資的目的。

2.1.3 合理選擇配電變壓器的容量

一般機(jī)采井配電變壓器的負(fù)荷率較低，其鐵損功率P0大于銅損功率Pdn，合理選擇配變?nèi)萘縎n，使其有較高運(yùn)行效率，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，可達(dá)到降低損耗的目的。

2.2 提高功率因數(shù)，降低配電線路電能損耗

當(dāng)配電線路通過電流I時(shí)，線路的有功損耗為：

進(jìn)一步求證得知，線路有功損失ΔP與cos?2成反比，采用無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)cos?,線路的功率損失ΔP將顯著下降。無功補(bǔ)償按補(bǔ)償方式可分為集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償。

2.2.1 集中補(bǔ)償

在變電站低壓側(cè)安裝無功補(bǔ)償裝置（電容器），安裝配置容量按負(fù)荷高峰時(shí)的無功功率平衡計(jì)算，安裝電容補(bǔ)償裝置的目的是根據(jù)負(fù)荷功率因數(shù)的高低而合理及時(shí)投切電容器，從而保證整個(gè)配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無功功率在電網(wǎng)中輸送，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)損[3]。在配電線路加裝高壓集中補(bǔ)償，可避免大容量無功功率長(zhǎng)距離輸送帶來的線損，實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，提高線路功率因數(shù)，降低損耗。

2.2.2 分散補(bǔ)償

由于油田所使用的電器設(shè)備大多都是感性負(fù)載（電動(dòng)機(jī)），其功率因數(shù)較低[4]。為提高功率因數(shù)，在變壓器低壓側(cè)安裝電容器，補(bǔ)償原理與變電站的無功補(bǔ)償大致相同，不同的是就地補(bǔ)償采用隨機(jī)補(bǔ)償，利用無功補(bǔ)償自動(dòng)投入裝置及時(shí)、合理地投切無功補(bǔ)償電容器，保證6（10）kV配電線路的功率因數(shù)符合要求（接近0.9），從而減少電能損耗。

2.3 抑制電網(wǎng)諧波，減少線路的附加損耗

隨著油田變頻設(shè)備的大量應(yīng)用，電網(wǎng)中的高次諧波污染日益嚴(yán)重，給變配電設(shè)備造成許多不良影響。當(dāng)諧波電流流過配電線路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生附加的線路損耗；當(dāng)變壓器有高次諧波電流通過時(shí)，除了使銅損增加外，還會(huì)在鐵心內(nèi)產(chǎn)生附加的渦流損耗和磁滯損耗。在諧波電壓作用下，也會(huì)使電容器產(chǎn)生額外的功率損耗。

在交流系統(tǒng)中，能產(chǎn)生用戶所需有用功率的只是基波功率，而諧波功率不會(huì)做任何有用的功，只是在各種設(shè)備中以發(fā)熱的方式消耗掉。當(dāng)電網(wǎng)中的諧波電壓和電流都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，諧波功率損耗占總損耗的比例僅為1%～2%。若諧波嚴(yán)重超標(biāo)，則諧波功率損耗可占總損耗的20%。

2.4 選擇經(jīng)濟(jì)合理的電網(wǎng)運(yùn)行方式，降低電網(wǎng)損耗

2.4.1 合理調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行電壓

在負(fù)荷不變的情況下，適當(dāng)提高線路的運(yùn)行電壓，會(huì)降低線路上通過的電流，從而降低線路的損耗。但是提高配電線路供電電壓會(huì)增加配電變壓器的損耗，變壓器的空載損耗與所加電壓的平方成正比。有時(shí)，提高配電變壓器的運(yùn)行電壓，反而會(huì)增加綜合損耗，所以要綜合考慮線損和變損兩方面因素，合理調(diào)整運(yùn)行電壓。線路負(fù)荷高時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高運(yùn)行電壓（因電阻上的損失電量起主要作用），負(fù)荷低時(shí)適當(dāng)降低運(yùn)行電壓（因鐵損占主導(dǎo)地位）。因此，必須合理地調(diào)整電網(wǎng)的運(yùn)行電壓，以達(dá)到降損節(jié)能的目的。

2.4.2 縮短供電半徑，確保供電線路合理性

在確定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)盡量縮短供電半徑，使線路供電合理。這就要求在規(guī)劃時(shí)合理地劃分供電區(qū)域，按照經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行方式規(guī)劃電氣供電距離。10 kV線路的供電半徑最大為15 km，400 V線路的供電半徑應(yīng)不大于500 m。

近幾年，隨著油田各區(qū)塊加密井、擴(kuò)邊井的不斷增多，6（10）kV電源采取就近搭掛的方式，導(dǎo)致部分線路供電半徑增大、用電負(fù)荷增長(zhǎng)，造成線路輸送容量不夠或電能損耗大幅度上升，因此對(duì)這些線路進(jìn)行改造可產(chǎn)生明顯的節(jié)電效果。

2.5 采取有效管理措施，減少電能損耗，實(shí)現(xiàn)降損

增效的目的

（1）加大轉(zhuǎn)供電和臨時(shí)施工用電的管理力度，最大限度地減少電量流失。

（2）進(jìn)一步完善轉(zhuǎn)供電的高壓電量計(jì)量系統(tǒng)，計(jì)量準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)損（包括變損和線損）自擔(dān)的計(jì)量模式。

（3）為防止村屯和廠店竊電，采取多種檢查方式和采用先進(jìn)儀器查找竊電線路，減少電量丟失。

（4）組織相關(guān)技術(shù)人員定期開展線損分析工作，找出配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在的問題，并找出線損升、降的原因，確立今后降損的主攻方向，并及時(shí)制定降損措施實(shí)施計(jì)劃。

（5）搞好線損理論計(jì)算工作，推廣在線測(cè)量，以準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)及時(shí)衡量線損的高低，掌握線損分布，便于合理選擇降低網(wǎng)損的措施和對(duì)策。

（6）制定切實(shí)可行的網(wǎng)損率計(jì)劃指標(biāo)，實(shí)行逐級(jí)承包考核制度。

3 結(jié)束語

降損節(jié)電是復(fù)雜而艱巨的工作，既要從微觀抓好各個(gè)環(huán)節(jié)具體的降損措施，又要從宏觀上加強(qiáng)管理。除了采取各種切實(shí)可行的措施外，還需要根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際需要，選擇適合本地電網(wǎng)的降損措施，以取得更高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]龍從會(huì).降低外圍油田產(chǎn)能建設(shè)投資[J].油氣田地面工程，2006（7）:68-69.

[2]周正友,劉吉明,李清振.孤島油田抽油機(jī)采油系統(tǒng)的能耗分析及系統(tǒng)最優(yōu)配置[J].石油工程建設(shè)，2005(3)：8-11.

[3]關(guān)越,王強(qiáng).西氣東輸工程鉛酸蓄電池的選擇和應(yīng)用[J].天然氣與石油，2004(3):12-20.

[4]龔偉安,周芳德,王躍社,等.壓差補(bǔ)償深井抽油泵的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與結(jié)果分析[J].石油鉆采工藝，1999（5）:55.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.004

2011-02-18）

張命勇，2003年畢業(yè)于天津大學(xué)，助理工程師，從事變電運(yùn)行管理、電力綜合、規(guī)劃等工作，E-mail：zhangmingyong@petrochina.com.cn，地址：大慶第七采油廠生產(chǎn)運(yùn)行部，163517。