高原油氣田電力系統(tǒng)節(jié)能降耗方法的探討

李 佳

青海油田分公司，甘肅敦煌 736202

1 油田電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題

青海油田是個老油田，至今已走過了56年頭。目前，油田現(xiàn)有110kV變電所3座、主變6臺、容量93 860kVA，110kV線路3條、267km；35kV變電所20座、主變4臺、容量127 780kVA，35kV線路22條、797km；6 kV～10kV變電所12座、主變26臺、容量33 750kVA，6kV～10kV線路79條、690km，6kV～10kV配電變壓器1 484臺、容量282249kVA，節(jié)能型配電變壓器占油田總配電變壓器的65%以上，高低壓電容補(bǔ)償總?cè)萘?8 007KVar。

油氣田存在線路供電半徑長、截面小、超負(fù)荷，配電變壓器老化、部分油井未安裝變頻器仍使用工頻啟動等問題，造成供線路損高、變壓器損耗高、抽油機(jī)能耗高。

2 電力節(jié)能應(yīng)對措施

2.1 優(yōu)化供電線路，降低線路損耗

油田在股份公司的大力支持下，近幾年實施了《花土溝電網(wǎng)調(diào)整改造工程》，對供電線路中導(dǎo)線截面較小、供電距離長、負(fù)荷重的線路進(jìn)行調(diào)整改造，共計新建和改造了35kV、6kV～10kV輸配電線路460多公里，減少了線路損耗，提高供電質(zhì)量。

2.2 投用無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)

無功補(bǔ)償可以在供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低變壓器及輸電線路的損耗，提高供電效率，改善供電質(zhì)量等作用。無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。青海油田的無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t為“分級補(bǔ)償，就地平衡”，采用集中、分散、隨器補(bǔ)償相結(jié)合的方案[1]，無功補(bǔ)償?shù)男Ч浅Ａ己谩?/p>

通過進(jìn)行無功補(bǔ)償每年力調(diào)電費獎勵達(dá)到數(shù)十萬，110kV變電所電費的計算公式為：電費=有功電量×工業(yè)用電占總有功電量的比例×電價+有功電量×一般商業(yè)用電占總有功電量的比例×電價+需量（容量）基本電費+力調(diào)電費。

根據(jù)《供電營業(yè)規(guī)則》第四十一條規(guī)定，用戶的功率因數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時不收取力調(diào)電費，功率因數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)要求時供電公司給予獎勵，功率因數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時供電公司計收力調(diào)電費，且功率因數(shù)愈低，加罰的力調(diào)電費就愈多[2]。

2.3 淘汰高能耗的變壓器，降低電能損耗

變壓器損耗分為鐵損和銅損。因此我們就選擇鐵損和銅損損耗較少的新型節(jié)能型變壓器運用到油氣生產(chǎn)中。青海油田在配網(wǎng)改造中，選用S11-200型全封閉高效節(jié)能變壓器，對部分變電站主變?yōu)镾7型和SL7型高耗能主變，屬于淘汰產(chǎn)品進(jìn)行了更換，共計更換了1 000多臺。同容量S11-200變壓器與比SL7-200的變壓器相比，變壓器損耗可減少約35%。

一臺S11-M變壓器與SL7的變壓器節(jié)能比較：滿負(fù)荷時， SL7-200損耗為：鐵損耗+銅損耗=0.54+3.4=3.94kW，（鐵損、銅損通過查找變壓器技術(shù)參數(shù)表所得）年運行時間按t=8000h計，年損耗電能為：3.94×8 000=31 520kW·h，按S11-200新型變壓器可減少損耗35%，年可減少電能損耗31 520×35%=11 032 kW·h，按大工業(yè)電價0.41元/ kW·h計，年可節(jié)約費用4 523元， 經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

2.4 安裝抽油機(jī)專用變頻器，高效運行

目前，青海油田有近80%的油井是輕載油井，油井的平均荷載率僅為20%。在油田開采中，電耗約占整個石油生產(chǎn)成本的40%，而抽油機(jī)的電耗又占整個油田電耗30%。因此開展抽油機(jī)的節(jié)能研究備受關(guān)注。

抽油機(jī)專用變頻器是采用DSP作為控制單元并結(jié)合現(xiàn)代模糊控制理論首創(chuàng)的電動機(jī)高效節(jié)能控制器。抽油機(jī)專用變頻采用了電壓空間矢量算法（又稱菱形調(diào)制）技術(shù)，其輸出更接近理想的正弦波。A/D轉(zhuǎn)換采樣速率高達(dá)250萬次/秒，對負(fù)載的任意變化可以進(jìn)行即時高速跟蹤采樣，DSP將采樣到的電流、電壓、頻率等參數(shù)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化組合，使抽油機(jī)電動機(jī)的自然功率因數(shù)可從0.2～0.3左右提高到0.5～0.7左右，節(jié)能柜的功率因數(shù)提高到0.95 以上。

現(xiàn)將60年代、70年代的簡易開關(guān)箱或油開關(guān)全部淘汰，安裝改造了帶抽油機(jī)專用變頻器的控制柜1 200多臺。根據(jù)油井情況的不同，在特殊工況下，改變抽油機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到提高了抽油泵的充滿度、減少做無用功，提高了設(shè)備的使用率，同時也提高功率因數(shù)，從而減少供電電流，減輕了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)擔(dān)，降低線損，從而提高系統(tǒng)效率。

2.5 發(fā)揮科學(xué)管理作用，節(jié)能工作實施有力

為了能夠把電力節(jié)能工作干好，落實到位，目標(biāo)見效，建立了以領(lǐng)導(dǎo)為組長的節(jié)能管理機(jī)制，制定了節(jié)能管理制度。節(jié)能工作組根據(jù)油田供電線路、配電設(shè)備、用電設(shè)備的各自的特點，制定了節(jié)能計劃，達(dá)到精細(xì)化管理的目的。月底，結(jié)合公司上報節(jié)能月報，節(jié)能工作組從電力系統(tǒng)的各個點進(jìn)行分析，主要以能耗增降點、新設(shè)備投用點、系統(tǒng)改造點為中心，分析用電設(shè)備的能耗，是否存在可以進(jìn)行優(yōu)化的可能。與此同時，各級主管生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)牽頭，召集相關(guān)科室主管人員，不定期開展節(jié)能管理、規(guī)章制度、節(jié)能技術(shù)討論的會議，充分發(fā)揮集體作用，為節(jié)能管理工作及措施獻(xiàn)言獻(xiàn)策，使節(jié)能工作更上新水平，從而達(dá)到最佳的效果。

3 結(jié)論

青海油田電力系統(tǒng)的輸電—配電—用電三個環(huán)節(jié)進(jìn)行了調(diào)整改造，改造后供電的質(zhì)量、安全穩(wěn)定性、電力節(jié)能初見成效。下一步我們不斷的向兄弟單位學(xué)習(xí)，進(jìn)一步尋求新的科學(xué)技術(shù)，規(guī)范節(jié)能管理機(jī)制，完善節(jié)能管理制度，細(xì)化節(jié)能目標(biāo)，大力宣傳節(jié)能政策。為油田節(jié)能降效跟上一個新臺階奠定堅實的基礎(chǔ)。

[1]黃向陽，馬力.油田配電線路節(jié)能工作新思路[J].油氣田地面工程，2009，28(6)：60-61.

[2]《供電營業(yè)規(guī)則》中華人民共和國電力工業(yè)部令第8號.