油田10kV電力線路節(jié)能降耗分析

張宇新 黨玉慶 熊殿輝

摘 要：在油田建設(shè)中，10KV的電力線路配電網(wǎng)在工作運行中遭受的損耗是極為嚴(yán)重的，節(jié)能降耗進(jìn)程刻不容緩。本文優(yōu)先分析了在10KV配電網(wǎng)中電能損耗的原因，以及對節(jié)能降耗工作開展提出的幾點建議，希望能夠在油田開采過程中，電力線路配電網(wǎng)能夠延長使用壽命并達(dá)到節(jié)能降耗的行動目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：10KV電力線路;節(jié)能降耗;措施

引言：

在我國油田進(jìn)行石油開采的進(jìn)程中，大多數(shù)工作都需要以電力為依托進(jìn)行正常的運轉(zhuǎn)，這也注定著石油開采對龐大電能需求量的依賴，為了保障油田開采的順利實施，要對10KV的電力線路損耗問題及節(jié)能降耗措施等方向進(jìn)行研究，為石油開采實現(xiàn)安全可靠供電奠定基礎(chǔ)。

一、10KV電力線路配電網(wǎng)電能損耗的原因探究

根據(jù)調(diào)查結(jié)果和相關(guān)材料證實，在油田開采這樣大規(guī)模，高強度的工作中，各設(shè)備的損耗成本都有不同程度的提高，尤其是以電力消耗占據(jù)了可控制成本中消耗最大的一項。油田動工開采期間，大部分的設(shè)備都需要電能的供給進(jìn)行運作，電力在傳輸?shù)倪^程中不可控的會被損耗一部分，究其原因可能出現(xiàn)在以下幾個方面：首先，電能傳輸?shù)妮d體，即電路導(dǎo)線的選擇上存在問題，由于線路損耗與電阻是正比例的關(guān)系，如果選用線路狹窄，電阻較大的電線，就必定會造成損耗比例呈上升的趨勢，降低電能傳輸過程中的電能數(shù)值。其次，供電設(shè)備損耗嚴(yán)重，尤其是支撐電能產(chǎn)出的配電變壓器，變壓器的損耗在整體的10KV配電網(wǎng)損耗數(shù)據(jù)中占據(jù)了80%上下。由于變壓器的工作強度大，時間長，一些年限比較長久的電壓器在性能上早已經(jīng)出現(xiàn)缺漏，成為低效率且高耗能的變壓器，如果油田開采方不及時更換變壓器，那損耗的電量值是巨大的。然后，配電站的布點不足也是影響電能損耗的重要原因，10KV配電站偏離負(fù)荷中心，供電范圍超出供電生效半徑，根據(jù)電路負(fù)荷密度大小，城區(qū)配電網(wǎng)10KV供電半徑設(shè)置在1.5km～4.0km最為適宜，低壓線路的供電半徑應(yīng)該控制在150m～400m的區(qū)間范圍內(nèi)。一旦超出這個范圍，脫離電力供應(yīng)的生效半徑，為了達(dá)到電能運輸，就會大大增加導(dǎo)線的線路損耗程度，不僅如此，超負(fù)荷的電能傳輸會使得電力的標(biāo)準(zhǔn)電壓達(dá)不到工作需求的正常數(shù)值，使電壓質(zhì)量受損。

二、10KV電力線路進(jìn)行節(jié)能降耗的措施

（一）降低電線損耗

1、增大導(dǎo)線截面

根據(jù)線路的損耗與電阻成正比例的性質(zhì)，我們可以得出對導(dǎo)線截面進(jìn)行增加可以降低電阻，從而減少能量損耗[1]。在油田電壓質(zhì)量和輸送容量得到保證，符合輸電預(yù)期值的情況下，針對電流密度選擇導(dǎo)線截面。在大數(shù)據(jù)的支持和實地應(yīng)用考察中發(fā)現(xiàn)，10KV的線路損耗主要集中在電線主干線的1～2段，0.4KV低壓線損主要匯聚在大負(fù)荷的回路上。所以，在電流較大的電力回路上，增加導(dǎo)線截面可以有效地進(jìn)行節(jié)能降耗，而且可以配合縮短供電距離的方式共同進(jìn)行，提高節(jié)能降耗的效果。

2、雙側(cè)環(huán)網(wǎng)供電

雙側(cè)環(huán)網(wǎng)供電的舉措可以讓供電質(zhì)量和安全得到保障，實現(xiàn)節(jié)能降耗。在理論和實踐的雙重支撐下，我們可以得出結(jié)論：負(fù)荷功率供出相同，供電出線越多，半徑越小，線路損耗才能相應(yīng)的降低。當(dāng)電源設(shè)置在負(fù)荷中心時，在供電的容量和電阻總值都處于等值狀態(tài)下，分支線路越多，損耗的電能值就越小，但是隨著分支線路平方持續(xù)走低，就應(yīng)該改善單側(cè)供電的形式，而是轉(zhuǎn)向雙側(cè)環(huán)網(wǎng)供電。雙側(cè)環(huán)網(wǎng)供電降低了單側(cè)供電線路的壓力，安全性和可靠性以及電力運輸質(zhì)量都得到了明顯的提升。

3、定期對配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查

配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對電力傳輸?shù)陌踩院唾|(zhì)量起到直接影響，電力部門應(yīng)該定期對配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行核查，并將發(fā)現(xiàn)的問題予以上報并解決。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的問題要進(jìn)行調(diào)整，來控制配電線路的電能傳輸半徑，平衡不同線路的負(fù)荷，使得配電網(wǎng)的線路損耗盡量降低。缺少對線路的定期檢查和解決，用電方和供電方的安全都會受到威脅。因此，定期檢查線路結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，能夠有效保證線路電能傳輸?shù)慕?jīng)濟效益和安全性能。

4、加強線路的維護(hù)和保養(yǎng)

除了要定期對配電網(wǎng)絡(luò)線路結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查的同時，還要對線路進(jìn)行定期的維護(hù)與保養(yǎng)工作，避免出現(xiàn)階段性和地域性的線路短路、損壞、老化等問題而導(dǎo)致出現(xiàn)停電的狀況。另外，呼吁廣大工作人員對線路進(jìn)行監(jiān)督，將某些不良人員想要偷電竊電的行為以及偷竊線路纜線的行為扼殺在搖籃之中。

5、有效使用節(jié)能設(shè)備，降低線路負(fù)荷

油田開發(fā)屬于高能耗行業(yè)，開發(fā)利用可再生能能源、貫徹落實綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，有助于節(jié)能降耗目標(biāo)的實現(xiàn)。在油田開采過程中，電力線路已經(jīng)承受了很大壓力，我們可以在其他設(shè)備上適當(dāng)?shù)牟捎霉?jié)能設(shè)備，來降低電路負(fù)荷。比如采用光伏發(fā)電的形式，應(yīng)用LED燈在夜間照明。LED燈的電力來源主要是依靠太陽能電池板系統(tǒng)供電，不需要鋪設(shè)復(fù)雜管線和電纜，具有節(jié)能環(huán)保和壽命長等特性，對油田而言不僅能夠環(huán)節(jié)電路負(fù)荷壓力，而且是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的一項較好的節(jié)能降耗措施。另外，光伏發(fā)電還可以應(yīng)用在油氣管道閥室電源上。油田的油氣管道閥室一般安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū)，想要獲得穩(wěn)定可靠的電源具有很大的難度。在油田設(shè)計中可利用光伏太陽能技術(shù)為油氣管道閥室系統(tǒng)供電，既可以減少電力線路鋪設(shè)的成本，降低線路負(fù)荷，又可以增加閥室供電系統(tǒng)的電力可行性。

（二）降低變壓器損耗

1、選用分接頭式配電變壓器

根據(jù)理論和實踐表明，電壓的平方和有功的損耗在工作運行狀態(tài)下是成正比例關(guān)系的，因此可以進(jìn)行電壓的調(diào)整來實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。為了促使這個目的的完成，可以選用分接頭變壓器，分接頭變壓器的作用是通過變壓器分接頭位置和低壓狀態(tài)下母線無功補償裝置的切容量調(diào)整，來實現(xiàn)對電壓的控制，保證運行的電壓維持在最大限度的頂端。當(dāng)前階段，針對油田開采工作的電力電壓使用，可以選擇SVR饋線自動調(diào)壓器，如長慶油田公司第一采油廠就在進(jìn)行使用，這種調(diào)壓器可以保證輸出的電壓具有穩(wěn)定性，并有著經(jīng)驗基礎(chǔ)，起初SVR調(diào)壓器被應(yīng)用在農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的電網(wǎng)上，取得了良好的社會效益。因此，在本油田開采的具體情況中，可以根據(jù)供電半徑來確定調(diào)壓器的安裝位置。如果供電半徑比較長，就可以安裝在線路的1～2節(jié)，如果負(fù)荷較大，就可以將其安置在負(fù)荷集中區(qū)，通過變壓器類型的采用和位置的安裝來達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。

2、配置無功設(shè)備

油田10KV電力輸送中，無功補償是一種值得采取的節(jié)能降損方式，在10KV母線以及10KV的配電站、臺區(qū)都應(yīng)該設(shè)置無功補償設(shè)備[2]。在配電站和臺區(qū)補償容量采用的裝置，一般都是動態(tài)無功補償裝置，按照變壓器的20～40%的補償容量進(jìn)行補償。自動補償裝置在正常情況下可以能根據(jù)無功負(fù)荷或功率因數(shù)的變化而變化，提高負(fù)荷的功率因數(shù)。因此，在石油開采過程中開展無功補償管理工作是必要的，有助于提高符合功率因數(shù)，減少無功工作，進(jìn)而實現(xiàn)降低輸電損耗。

3、平衡三相負(fù)荷

通常情況下，變壓器的鐵損程度是一個不變量，銅損的數(shù)值隨著負(fù)荷的改變而發(fā)生變化，并且與負(fù)荷的電流平方是成正比例關(guān)系。三相負(fù)荷不平衡時，負(fù)荷的損耗可以看成鐵損、銅損和電流損耗之和，是處于平衡狀態(tài)三倍的損耗;而當(dāng)三相負(fù)荷平衡時，變壓器的損耗才能達(dá)到最小的狀態(tài)。所以，根據(jù)三相負(fù)荷的比例和損耗情況，工作人員對負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整分配，使得負(fù)荷狀態(tài)處在趨于穩(wěn)定的平衡，可以有效降低變壓器的損耗。

4、推廣新技術(shù)

傳統(tǒng)的老式變壓器逐漸不適應(yīng)節(jié)能降耗工作的開展，油田開采的電力部門應(yīng)該綜合各方面因素，更換變壓器的類型，采用低損耗、低噪音，具有環(huán)保節(jié)能功用的變壓器，淘汰高消耗，低質(zhì)量的變壓器。例如非晶體合金變壓器就利用非晶體合金鋼片代替了傳統(tǒng)變壓器的硅鋼片制造變壓器的鐵芯，很大程度上降低了變壓器的鐵損。這種變壓器經(jīng)過專業(yè)部門的鑒定，比常規(guī)的變壓器能夠降低鐵損60%左右。

（三）不斷完善管理制度

實現(xiàn)油田電力節(jié)能降耗的工作通過改良線路和變壓器的設(shè)施之外，還要完善健全科學(xué)的節(jié)能管理制度，確保節(jié)能降耗工作的正常進(jìn)行[3]。通過考察其他同類型同規(guī)模的石油開采公司，發(fā)現(xiàn)他們大多數(shù)都缺乏節(jié)能指標(biāo)分析報表和相關(guān)的管理制度。基于此，我們要率先在同期企業(yè)設(shè)定節(jié)能降耗制度之前完成進(jìn)度，要堅持以技能技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)為工作指導(dǎo)，以節(jié)能管理需求為導(dǎo)向，制定與之配套的管理制度，如制定精細(xì)化能耗標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;進(jìn)行實時監(jiān)測，為節(jié)能降耗提供數(shù)字化依據(jù);提升油田工作人員的節(jié)能意識等制度管理措施。并以期后續(xù)工作對制度發(fā)展下一階段的完善，通過制度措施保證節(jié)能降耗工作的有序進(jìn)行。

結(jié)語：綜上所述，油田開采工作需要大量的電能作為支撐，就目前石油開采的電能損耗趨勢來看，電能依舊占據(jù)能源消耗的榜首。因此，降低油田開采過程中的電力資源消耗是經(jīng)營者急需解決的首要問題，通過對線路和變壓器的雙重管控以及管理制度的確立可以對電能資源損耗進(jìn)行控制，促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟和社會效益。

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