油田配电网中电能损耗分析及降损措施

张命勇 陈鹏

（1.大庆油田有限责任公司第七采油厂；2.大庆油田电力集团供电公司）

油田配电网中电能损耗分析及降损措施

张命勇1陈鹏2

（1.大庆油田有限责任公司第七采油厂；2.大庆油田电力集团供电公司）

配电网电能损耗是一定时间内电流流经各电力设备时所产生的电能损耗。分析了油田电网中电能损耗的原因，从配电变压器、驱电线路、电网谐波、电网运行方式、有效管理等方面详细论述了降低电能损耗的措施，以减少电量流失，实现降损增效目的。

油田配电网 损耗分析 降损措施

1 电能损耗分析

配电网的电能损耗是指一定时间内电流流经配电网中各电力设备时所产生的电能损耗，它是配电系统生产运行的一项综合性技术经济指标[1]。

由于油田用电计量电度表均安装在35 kV主变压器低压侧，因此采油厂只承担35 kV以下配电网的电能损耗，包括6（10）kV配电线路、配电变压器、电容器以及0.4 kV低压线路中的损耗。电能损耗的主要设备是配电变压器，其次是配电线路、低压线路、并联电容器。此外，电能损耗还包括漏电和窃电等因素造成的损失。

2 降低电能损耗措施

2.1 减少配电变压器的电能损耗

配电变压器的电能损耗在配电网电能损耗中占很大的比例，因此减少其电能损耗，对降低线损具有很大的作用。

2.1.1 切除空载运行配电变压器

在配电网中，配电变压器的损耗约占总损耗的65%，而其中的固定损耗（空载损耗）又占变压器损耗的80%以上，即空载损耗占配电网总损耗的50%左右。因此，及时切除空载运行配电变压器，对降低整个配电网的电能损耗起重要作用。

2.1.2 老式高耗能型变压器节能改造

目前，大庆油田在用老式变压器约有2×104台（包括站用变压器和机采井变压器），从现实情况看，要全部淘汰油田老式高耗能变压器是不切实际的，可以对老式高耗能变压器进行节能技术改造，达到既降低变压器损耗，又节省一次性投资的目的。

2.1.3 合理选择配电变压器的容量

一般机采井配电变压器的负荷率较低，其铁损功率P0大于铜损功率Pdn，合理选择配变容量Sn，使其有较高运行效率，避免出现“大马拉小车”现象，可达到降低损耗的目的。

2.2 提高功率因数，降低配电线路电能损耗

当配电线路通过电流I时，线路的有功损耗为：

进一步求证得知，线路有功损失ΔP与cosϕ2成反比，采用无功补偿提高功率因数cosϕ,线路的功率损失ΔP将显著下降。无功补偿按补偿方式可分为集中补偿和分散补偿。

2.2.1 集中补偿

在变电站低压侧安装无功补偿装置（电容器），安装配置容量按负荷高峰时的无功功率平衡计算，安装电容补偿装置的目的是根据负荷功率因数的高低而合理及时投切电容器，从而保证整个配电系统的功率因数，减少无功功率在电网中输送，从而降低整个系统的网损[3]。在配电线路加装高压集中补偿，可避免大容量无功功率长距离输送带来的线损，实现无功就地平衡，提高线路功率因数，降低损耗。

2.2.2 分散补偿

由于油田所使用的电器设备大多都是感性负载（电动机），其功率因数较低[4]。为提高功率因数，在变压器低压侧安装电容器，补偿原理与变电站的无功补偿大致相同，不同的是就地补偿采用随机补偿，利用无功补偿自动投入装置及时、合理地投切无功补偿电容器，保证6（10）kV配电线路的功率因数符合要求（接近0.9），从而减少电能损耗。

2.3 抑制电网谐波，减少线路的附加损耗

随着油田变频设备的大量应用，电网中的高次谐波污染日益严重，给变配电设备造成许多不良影响。当谐波电流流过配电线路时，会产生附加的线路损耗；当变压器有高次谐波电流通过时，除了使铜损增加外，还会在铁心内产生附加的涡流损耗和磁滞损耗。在谐波电压作用下，也会使电容器产生额外的功率损耗。

在交流系统中，能产生用户所需有用功率的只是基波功率，而谐波功率不会做任何有用的功，只是在各种设备中以发热的方式消耗掉。当电网中的谐波电压和电流都满足标准要求时，谐波功率损耗占总损耗的比例仅为1%～2%。若谐波严重超标，则谐波功率损耗可占总损耗的20%。

2.4 选择经济合理的电网运行方式，降低电网损耗

2.4.1 合理调整电网运行电压

在负荷不变的情况下，适当提高线路的运行电压，会降低线路上通过的电流，从而降低线路的损耗。但是提高配电线路供电电压会增加配电变压器的损耗，变压器的空载损耗与所加电压的平方成正比。有时，提高配电变压器的运行电压，反而会增加综合损耗，所以要综合考虑线损和变损两方面因素，合理调整运行电压。线路负荷高时应适当提高运行电压（因电阻上的损失电量起主要作用），负荷低时适当降低运行电压（因铁损占主导地位）。因此，必须合理地调整电网的运行电压，以达到降损节能的目的。

2.4.2 缩短供电半径，确保供电线路合理性

在确定电网结构和运行方式时，应尽量缩短供电半径，使线路供电合理。这就要求在规划时合理地划分供电区域，按照经济合理的运行方式规划电气供电距离。10 kV线路的供电半径最大为15 km，400 V线路的供电半径应不大于500 m。

近几年，随着油田各区块加密井、扩边井的不断增多，6（10）kV电源采取就近搭挂的方式，导致部分线路供电半径增大、用电负荷增长，造成线路输送容量不够或电能损耗大幅度上升，因此对这些线路进行改造可产生明显的节电效果。

2.5 采取有效管理措施，减少电能损耗，实现降损

增效的目的

（1）加大转供电和临时施工用电的管理力度，最大限度地减少电量流失。

（2）进一步完善转供电的高压电量计量系统，计量准确，实现网损（包括变损和线损）自担的计量模式。

（3）为防止村屯和厂店窃电，采取多种检查方式和采用先进仪器查找窃电线路，减少电量丢失。

（4）组织相关技术人员定期开展线损分析工作，找出配电网络结构的薄弱环节，发现运行中存在的问题，并找出线损升、降的原因，确立今后降损的主攻方向，并及时制定降损措施实施计划。

（5）搞好线损理论计算工作，推广在线测量，以准确的数据及时衡量线损的高低，掌握线损分布，便于合理选择降低网损的措施和对策。

（6）制定切实可行的网损率计划指标，实行逐级承包考核制度。

3 结束语

降损节电是复杂而艰巨的工作，既要从微观抓好各个环节具体的降损措施，又要从宏观上加强管理。除了采取各种切实可行的措施外，还需要根据电网实际需要，选择适合本地电网的降损措施，以取得更高的社会效益和经济效益。

[1]龙从会.降低外围油田产能建设投资[J].油气田地面工程，2006（7）:68-69.

[2]周正友,刘吉明,李清振.孤岛油田抽油机采油系统的能耗分析及系统最优配置[J].石油工程建设，2005(3)：8-11.

[3]关越,王强.西气东输工程铅酸蓄电池的选择和应用[J].天然气与石油，2004(3):12-20.

[4]龚伟安,周芳德,王跃社,等.压差补偿深井抽油泵的实验室试验与结果分析[J].石油钻采工艺，1999（5）:55.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.004

2011-02-18）

张命勇，2003年毕业于天津大学，助理工程师，从事变电运行管理、电力综合、规划等工作，E-mail：zhangmingyong@petrochina.com.cn，地址：大庆第七采油厂生产运行部，163517。