浅谈油田电力设备优化配置的实施

孙铭尉 牛永利 马泽华 周燕

摘要：油田电力设备优化配置是以降低电耗从而达到节约能源为最终目的，因此本文主要谈谈在满足油田生产的前提下，从管理创新和技术应用上降耗措施中优化油田电网、优化电力设施配置，实现电力降耗获得效益。

關键词：电网损耗  电力配置  优化管理  补偿能力  节能增效

1 电网损耗原因

电网的损耗电量主要包括可变损耗、固定损耗。

可变损耗指的是消耗在电力线路和电力变压器电阻上的电量，该部分损耗与传输功率（或电流） 的平方成正比。电力线路损耗主要包括导线损耗和电晕损耗。导线损耗是指电流流过线路导线时，在导线电阻上产生的损耗，大小与导线的电阻和所流过的电流大小有关。电晕损耗是指由于导线带电后表面场强超过周围空气的击穿强度，使导线周围的空气薄层产生电离形成电晕放电而造成的电能损失，大小与表面电场强度、表面的状况、天气条件、地理状况等有关。变压器损耗包括空载损耗（铁损）、负载损耗（铜损）。当用额定电压施加于变压器的一个绕组上，而其余的绕组均为开路时，变压器所吸收的有功功率叫空载损耗。

固定损耗指的是产生在电力线路和变压器的等值并联电导上的损耗，对配电网而言主要包括电力变压器的铁损，电力电缆和电容器的绝缘介质损耗，绝缘子的泄漏损耗等。固定损耗和可变损耗可以通过理论计算得出，故常将其称为理论线损。

2 电网降损措施

2.1 合理切换高压供电网络

油田电网受勘探开发、生产和野外环境等因素影响，电网面积大，分布广，部分供电区域环网线路少甚至单线供电，供电可靠性较差，多采用95mm2非绝缘钢芯铝绞线的架空线路供电。油田发展过程中的供电线路改造和新增设备的接入等停电工作都需要环网线路的支持，以实现停电损失最小化。合理增设环网供电线路，是实现各条线路负载均衡且实现灵活切换的前提，一般在两条供电线路之间的最短距离处架设环网线路，并在线路的结点位置增设环网开关，开关的保护定值可减少下游故障对上游网络的影响。运行过程中，随时了解各条高压供电线路的负荷情况，及时切换环网，实现各线路负荷相对均衡。

2.2 提高无功补偿能力

无功补偿的方式主要分为分散补偿和集中补偿两种，在变电站母线上或高压供电线路干线设置电容器组的方式属于集中补偿，线路补偿装置通常设置在线路首段至总长的1/2至4/5处，在电网负荷率不低于50%的情况下，调整电网功率因数效果较好，节电效果最高可达80%。上述补偿装置会根据系统电压以及功率因数的大小来进行切换，补偿范围大。分散补偿指在低压线路上进行补偿，一般在站区低压配电室母线、杆架式电力变压器及分支配电箱处设置，该补偿方式为点对点式补偿，效果明显，但补偿范围小，大多不能实现自动切换。

2.3做好三相负荷的平衡

解决三相负荷电流不平衡的方法根据实际情况仔细查找原因，比如照明系统，应核查每一回路的设备数量，查找出原因后，按要求系统规划配电线路的承载负荷量，合理分配每一单相回路的负荷，使三相趋于平衡，同时要定期对配电线路的三相负荷电流进行在线测试，和对零线电流的测试。选择电缆和安装设备时，应选择中性线截面积和相线截面积相等，从根本上解决因三相负荷严重失衡出现危险温度造成的电气事故和电气水灾。把单相负载均衡地接在A、B、C三相上，减少中性线电流，降低损耗。同时要减少单相负载接负载的总长度。

3变电装置降损措施

3.1选用节能型变压器

普通变压器自身损耗很大，这种损耗主要来自变压器运行过程中的铜损和铁损。所以，高耗能企业更应选择节能型变压器。根据工信部相关要求，对油田常用的50kVA、100kVA及160kVA三种型号变压器进行测试，根据测算结果，S11型比S9型变压器空载损耗低18-30%，负载损耗低17-25%。NX1型变压器较S11型变压器空载损耗低11-76%，负载损耗低27-38%。

3.2选用合适容量的变压器

根据生产实际情况，选择合适容量的变压器不仅可提高变压器节电效率，同时能延长变压器使用寿命，降低设备维护成本。变压器容量的选择应以电加热器、电热带等阻性负载为基础，核算电动机等感性负载的总量，并考虑电动机等设备的实际运行效率及3-5倍的启动电流计算，简化计算公式如下：

变压器容量≈阻性负载+感性负载*实际负荷率+启动电流及安全运行空间

以新疆油田公司风城油田作业区为例，稀油井深在1300-1600米，抽油机电机额定功率多为18.5kW，稠油井深在300-400米，抽油机电机额定功率多为12kW。经现场实测稀油井18.5kW电机秋季平均负荷率为23.5%，稠油井12kW电机秋季平均负荷率为34.8%，考虑稀油井冬季电加热设备的投用、井距、低压线供电半径及启动电流，稀油井变压器配置应以每5口井配备1台80kVA变压器;考虑稠油井注汽、焖井、自喷、启动电流等因素，稠油井变压器配置应以每10口井配备1台100kVA变压器。

3.3 优化配电室运行方式

油田站区多为二级负荷，该类负荷为双电源供电手动切换配电方式。如果单台变压器负荷能够满足生产需要，则应以一用一备，单母线并列运行为宜，线路热备用，单台变压器负载率应在50%～60%为宜，最大不宜超过60%，因此合理控制变压器辅助设备，如空调、电暖气、照明等设备运行，降低不必要的电能消耗。

3.4合理利用低压架空线出线间隔，进行整合

将负荷过小、变压器损耗高的两条或多条低压架空线路整合为一条低压架空线路，拆除并报停相应变压器，不仅提升变压器使用效率和电网运行效率，同时报停变压器节约相应变容费可直接降低变容量，减少变容费支出，节约电力运行成本。

整合中保留的变压器须检查变压器空载电压，一般为400-405V为宜。为提升电压合格率，减少再次停电概率，可将变压器档位调整至中间档位，送电后再次测量，如电压不合要求，断电后可继续调整变压器档位。

3.5及时维护变压器

变压器将高压输电线6kV或10kV等级电压转换为0.4kV电压，供油田生产使用，是油田供配电系统的核心设备，变压器的运行状况直接影响到下游用电设备及上游高压电网，作为24小时不间断使用的设备，日常的巡检和维护尤为重要，以新疆油田公司风城油田作业区为例，变压器几乎全部为S11-M型三相全密封油浸式变压器，该型变压器大多配备可视油位计，除冬季外，油位计视窗显示红色即为缺油，缺油原因多为负荷过大所致，加油维护的同时应考虑线路负载的整合和分流。冬季变压器油位计视窗显示红色时，应再观察变压器外观有无漏油、渗油现象，如未发现，则有可能为低气温及负载率低所致，不宜轻易加油，加油后，应使变压器静置24小时后，再送一次电源，冲击变压器，待平稳运行后，投入负载。此外，变压器上端跌落式熔断器应根据变压器容量选用合适大小的保险丝，以保障高压电网安全。

4 加强电力管理人员队伍建设

首先要加强贴合油田实际的电力管理人员培训，每个基层生产单位应至少配备2名有一定业务基础的兼职电力管理人员，继而加强对电气维修承包方的管理和临时用电现场管理强度，避免出现因管理人员不到位，造成的脱管、代签许可证等情况及产生的相应违章及事故的发生。

再则强化属地管理，严格考核制度，提高一线管理和操作人员的责任心;对属地内设备的运行做到合理调控，站区配套设备及生活区各类设备的管理应量化执行，最大限度降低设备低效率运转和无效能耗。

5 加强现场管理

首先优化电加热设备的运行。合理控制电加热设备使用可有效降低电消耗，经测算单罐电加热设备可由全天开启改为拉油前6-8小时开启，既满足生产需要，降低电消耗，同时也可预防盗油事件的发生。其次加强配电线路日常巡查，避免因偷盗电造成的电力损失。对已备案的外用电计量点应进行不定期检查，重点查看电表箱铅封，铅封被认为损坏的，应引起高度重视。三是加强现场设备的维护保养和检修工作，以日常维护代替应急抢修，注重日常维护和保养，风沙较大地区，可着重对户外配电设备进行简单必要的防沙保护。杜绝设备 “带病”运行而损坏及其引发的次生事故的发生。四是实行节能精细化管理工作注重非生产用能的监督工作，全面推进节能产品和节能技术的创新方面强化对电力的能耗以及改进后产生的效果进行数据监测与监督;做到全员参与节能，提高能源利用率，提高油田的经济效益。

结束语：

油田现场生产具有一定的特殊性，供配电网络点多面广，节能降耗潜力巨大，须高度重视，结合生产实际情况进行探索和调整，使供配电设备处于良好的运行状态，降低电能消耗和电气设备及下游用电设备的维护成本。

参考文献：

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