油田配電網(wǎng)節(jié)能措施及其優(yōu)先級(jí)評價(jià)

李虹飛（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

自2015 年國際油價(jià)下跌以來，原油生產(chǎn)的成壓力越來越大，采油廠的經(jīng)營理念也由完成指標(biāo)型向經(jīng)營效益型逐步轉(zhuǎn)變。電費(fèi)成本作為主要的能耗指標(biāo)，管控逐步升級(jí)，電網(wǎng)節(jié)能措施和配套的管理也逐步向多元化、精細(xì)化的方向發(fā)展。

本文圍繞實(shí)現(xiàn)降本增效的工作目標(biāo)，對切合油田實(shí)際的節(jié)能措施及效果進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)投資回報(bào)率的計(jì)算，結(jié)合措施執(zhí)行的難易程度，對措施進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，為油田配電網(wǎng)節(jié)能措施的推廣提供參考依據(jù)。

1 節(jié)能措施實(shí)施

1.1 應(yīng)用無功補(bǔ)償裝置

配電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償裝置包括變電所母線集中補(bǔ)償裝置、線路無功補(bǔ)償裝置、站庫無功補(bǔ)償柜和單井就地補(bǔ)償裝置。

1）變電所母線集中補(bǔ)償裝置。由于配電網(wǎng)線路自然功率因數(shù)較低，為了提高線路的末端電壓，變電所母線集中補(bǔ)償裝置全部投入電網(wǎng)運(yùn)行[1-3]。

2）線路無功補(bǔ)償裝置。利用節(jié)能資金采購具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的高壓無功補(bǔ)償裝置，通過電容器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)因故障退出電網(wǎng)的電容器，并安排人員進(jìn)行檢修維護(hù)，及時(shí)投運(yùn)退網(wǎng)電容器。另外，因監(jiān)控系統(tǒng)投運(yùn)后節(jié)約的人力時(shí)間又可加大老式電容器的巡視維護(hù)頻率，極大提高了高壓無功補(bǔ)償裝置的時(shí)率和線路功率因數(shù)[4]。

3）站庫無功補(bǔ)償柜。以630 kVA 變壓器為例，其負(fù)載損耗功率為6.2 kW，75%負(fù)載率，自然功率因數(shù)由0.75 補(bǔ)償?shù)?.9 時(shí)需要安裝補(bǔ)償容量250 kvar。根據(jù)損耗功率P=I2R 計(jì)算變壓器線圈電阻損耗功率：未補(bǔ)償時(shí)損耗功率為3.5 kW；實(shí)際有功功率為354 kW；補(bǔ)償后損耗功率為2.4 kW，變壓器損耗功率降至1.1 kW。年節(jié)電為9 163 kWh，年效益為5 847元。

4）單井就地補(bǔ)償裝置。以100 kVA 變壓器為例，其負(fù)載損耗功率為1.5 kW。2015年N4-31-P38井節(jié)能測試結(jié)果見表1。

表1 N4-31-P38井節(jié)能測試結(jié)果

按補(bǔ)償后功率因數(shù)0.9 計(jì)算：補(bǔ)償前損耗功率為0.44 kW；補(bǔ)償后損耗功率為0.028 kW；變壓器損耗功率降至0.412 kW。年節(jié)電為3 432 kWh，年效益為2 190元。

1.2 淘汰高耗能變壓器

按照國家節(jié)能減排的要求完成淘汰S7 型及以下高能耗變壓器。把退網(wǎng)的S7 型高能耗變壓器改為S11型節(jié)能變壓器，降低了設(shè)備購置費(fèi)用，預(yù)計(jì)年節(jié)電200×104kWh以上[5]。

1.3 優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式

對6 kV聯(lián)絡(luò)線一側(cè)運(yùn)行、另一側(cè)備用的供電方式，在變電所兩側(cè)電壓壓差相近的條件下進(jìn)行調(diào)整，倒閘分段運(yùn)行；同時(shí)縮短供電半徑合理分配負(fù)荷電流。表2 是對169 干線一端供電與二端供電電量對比。由表2可知，當(dāng)兩端供電電壓相同或一端略高于，且分段開關(guān)在合適的位置時(shí)，節(jié)電效果明顯。1天節(jié)約電量為324 kWh，1年1條線路節(jié)約電量為11.8×104kWh。

表2 一端供電與兩端供電電量對比

2 節(jié)能措施優(yōu)先級(jí)排序

優(yōu)先級(jí)排序只考慮節(jié)能措施實(shí)施的設(shè)備基礎(chǔ)費(fèi)用，不涵蓋設(shè)計(jì)、施工等概算[6-7]（表3）。

表3 節(jié)能措施優(yōu)先級(jí)排序

1）變電所母線集中補(bǔ)償裝置包含標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中，不用增加投資，根據(jù)運(yùn)行情況調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)即可。

2）線路無功補(bǔ)償裝置按照新購遠(yuǎn)傳功能設(shè)備費(fèi)用計(jì)算回報(bào)率，優(yōu)先級(jí)排序較低。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，配電網(wǎng)原有線路無功補(bǔ)償裝置可通過升級(jí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳功能，投資相對較少，優(yōu)先級(jí)可升至二級(jí)。

3）本文優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式計(jì)算為個(gè)例，數(shù)值僅供參考。由于大部分干線都有中間分段開關(guān)，可視為無投資。

3 結(jié)束語

S7型及以下型號(hào)高耗能變壓器淘汰后，年節(jié)電量按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)。另外，利用線路無功補(bǔ)償裝置的遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程投切，全年平均功率因數(shù)達(dá)0.91，月最高功率因數(shù)達(dá)0.94。針對功率因數(shù)低于0.85 的站庫配電間，更新低壓母線集中無功補(bǔ)償裝置10 臺(tái)，投運(yùn)后功率因數(shù)均達(dá)到0.98以上，節(jié)電效果顯著。而針對兩側(cè)電源電壓相近的線路，調(diào)整運(yùn)行方式后采用兩側(cè)送電、分段運(yùn)行，縮短了供電半徑，減小了負(fù)荷電流，節(jié)電效果同樣顯著。

通過油田配電網(wǎng)節(jié)能措施的介紹，投資回報(bào)率的估算，可清晰反映出節(jié)能措施實(shí)施的優(yōu)先級(jí)。在節(jié)能投資規(guī)劃工作上，可為油田配電網(wǎng)挖潛增效提供參考，達(dá)到節(jié)約投資、降低成本，最終實(shí)現(xiàn)建設(shè)經(jīng)營效益型采油廠的目標(biāo)。