采油厂配电线路降损节能措施实施效果分析

颜卫东（大庆油田电力运维分公司）

1 采油厂配电网概况

电能是油田开发生产必不可少重要能源，加强供配电设施的优化管理工作，降低供配电系统的用能损耗，实现企业节能减排、安全、可靠、经济供电运行，是油田供电系统一项重要工作内容，也是关系到供电系统质量效益的一项重要指标[1]。随着绿色企业创建和油田节能减排新要求，如何加强供配电系统优化运行管理，降低电力配电系统损耗，推广应用配电线路节能降耗新技术和新工艺，提升企业经济效益，已成为当前油田电力管理一项重要研究课题[2-3]。为此，在调查研究的基础上，提出了《采油厂配电线路降损节能技术应用效果分析》研究应用攻关课题，并取得良好工作效果。

油田某采油厂电网主要由6 k V线路和10 k V线路组成，分布在三县一市境内。6 k V线路共有89条，主要分布在6座变电所，是采油厂电网的主力配电线路，承担着采油厂原油生产、生活用电以及地方政府的生产和生活用电；部分油井由于地处偏远，距离地方供电线路较近，挂靠10 k V线路，是油田供电电网的补充。

2 配电系统存在的问题

1）油区供配电系统供电负荷能力配置不合理。目前，某油区已进入后期开发，多数新油井向油田外围扩散，存在油井打到哪里，配电线路就延伸到那里的状况，造成配电线路无法系统设计，配电线路分布广、散、杂，迂回多，线路长，线路损耗大，原小分支线路逐步成为大分支或主要配电线路的现象也不同程度地存在等诸多问题。

2）供配电系统配电设备陈旧老化，线路故障多损耗严重。该油区内村庄密集，随着经济的发展，家庭式小企业不断增加，用电负荷不断攀升，而许多供电线路还是九十年代设计的，存在线路腐蚀严重，导线截面小，负荷电流较大，引流线接触电阻大，线路损耗大等问题。

3）配电变压器利用率低下。油田变压器，为便于管理和采购，无论是37 kW电机，还是22 kW电机，一般均选择50 k VA变压器，55 kW电机一般选择100 k VA变压器，在实际应用中，存在载荷过低的现象，利用率较低，也不利于经济运行。电力变压器采用非节能型变压器多，且运行负荷变化较大。目前的电网系统中，由于变压器负荷问题造成线路压降较大，使采油厂配电线路增加了线路损耗。

4）接触电阻的增加，加大了线路损耗。油田油井分布点多面广，造成变压器数量较多，由于引流线、跌落式熔断器、变压器接线等接触点温度较高，随着运行时间的延续，加上表面氧化、节点接触电阻逐年增加，造成了压降增大，损耗增多，为电网经济运行带来了困难。

5）无功补偿位置选择不合理，降损节能仍有余地。目前油田电网在采取无功补偿（电容补偿）时，先进行负荷计算，选择补偿容量，体现在供电端电流减少。同等用电设备，同等功率因数，不同的补偿方式，供电端视在电流不同，无功补偿、降损节能存在潜力。

6）用电管理方面存在不足。一是在油田精细管理的大环境下，节能重点放在了高能耗重要设备上，特别是通过招标的大中型设备，而众多不同类型的普通电气设备却被人忽视，这与精益管理的要求不相符。二是抄表准确率、电量流失、负荷的变化监控分析、功率因数的变化调节等方面有待加强。三是用电管理流程上存在相互交叉或盲点，不利于电网高效优质经济运行。

3 供配电系统节能的技术措施

3.1 优化调整供电负荷能力配置

油区供配电系统按照“供电安全可靠、运行经济灵活、网架结构合理、电能质量合格和便于维护管理”的总体技术改造原则，优化设计油区整体一体化供电负荷能力配置，提升整体节能技术一体化改造效果。采取的具体措施有：

1）全面掌握用电负荷点及重点负荷分布，合理设计线路主线和线路参数，尽量避免迂回线路，减少多层次节点数量。

2）合理配置供配电系统供电负荷能力，降低线损。按照供电线路半径短、小容量、电压合格、多供少损的技术要求，依据油井分布和用户负荷配置情况，合理计算好供电半径和电气距离，减少低压线路供电距离，降低配电线路损耗[4]。

3）优化选择配电线路导线截面。按照正常最大负荷电流时产生的线路电压损耗，正常运行时高压配电线路电压降不超过5%的标准要求，优化选择配电线路导线截面积大小[5]。

供配电线路技术降损采取的主要措施就是增大导线截面积，转移部分供电负荷，提前采取供电能力分流等。如通过对油区S3线和S4线进行了线路整合，使S3线和S4线变成纯粹的油田线路，使S1线和S2线变成了地方用户供电线路；重新新架设了Y5油田生产专用配电线和M地方用户配电专用线路，均采用LGJ-95专用供电导线，不仅有效分流了供电系统负荷，还有效降低了区域供配电线路的整体电能损耗。

3.2 加装就地无功补偿装置

针对油区配电电网功率因数普遍较低的现状，开展油区供配系线路电网无功损耗测试分析，严格按照“分级补偿、就地平衡”的原则，采取集中、分散补偿相结合的无功补偿技术方案，加装就地无功补偿装置。

采取的主要技术措施有：在变电站母线上加装补偿电容器进行集中补偿，安装电容32组，使电网的线路普遍保持在0.90以上，单井功率因数达到了0.95以上，大大降低了电能消耗。在线路长、负荷大的线路上安装并联电容器进行分散补偿，按配变空载无功总功率的1.1～1.3倍补偿容量补偿每一条线路。配变随变压器就地补偿，使配变自身无功损耗得到就地平衡。

3.3 对计量装置实施技术改造

推广应用适合油区生产应用的节能变压器，降低变压器运行自身损耗，合理调整各变压器负荷，确保变压器运行在最佳负载状态。“S13型卷铁心变压器具有绕制工艺简单、重量轻、体积小、空载损耗比S9降低25%～30%、维护方便、运行费用节省，节能效果明显等优点”[6-7]。经现场试验应用，实践证明该型号节能变压器适合油田电网的负荷特性和技术要求。通过实施推广应用节能变压器，淘汰现有高耗能变压器，降低变压器自身运行损耗。同时，对配电计量装置实施节能技术改造，提高计量装置的准确度。

3.4 优化变电所主变负荷配置

有关资料表明，变压器负载率为40%～60%时，此时变压器为最佳经济运行区。“当铜损等于铁损时，变压器的效率最高”，负载率为最佳[8-9]。通过调整后合变压器所带的负荷达到合理或基本合理值，变压器的电功率损耗率达到最低值，效率达到最高值。因此，提高配电变压器平均负荷率，合理选型和调整配变容量，是实现配电网络降损节能一项有效措施。

4 供配电系统节能的管理措施

4.1 加强供配电线损优化运行管理

建立健全供配电线损优化运行管理工作的目标管理制度，将供配电线损优化运行指标分解到线路、配电变压器和管理人员，加强日常优化运行管理，做好日常绩效考核，用经济考核手段来提升线路优化管理措施的落实。定期开展理论线损的计算工作和实际线损情况测试分析，经常分析线损变化情况及原因，提出有针对性的改进措施，为线路技术改造提供可靠的理论依据。

4.2 采用智能化抄表管理

利用智能化远程自动抄表技术，强化智能化抄表系统工作人员业务技能培训，完善自动化抄表技术核收管理制度，确保智能化自动抄表系统良好运行，加强抄表和核算管理工作，提高了电量计量统计的准确性和可靠性。

4.3 优化改进电网运行质量

增加供电量，优化改进电网运行质量。根据油区生产实际用电需求情况，制定合理的供配电系统优化运行方案，避开用电高峰，减少停电次数，减少供配电系统故障率，降低停电时间，保障生产和生活用电质量，降低配电系统电能损耗。

4.4 优化用电治理和信息化管理

1）优化用电治理。及时排除用电系统安全隐患，清除私接乱挂用电线路问题，消除偷盗用电现象的发生。优化采油厂用电管理，完善用电计量管理制度，清除非法用电，降低用电总量，实现节能减排。

2）加强用电信息化管理。以PCS单井、单设备实时数据与源头数据为支撑，整合集成供电系统实时数据（电量、电压、电流、有功、无功，功率因数）、增加后勤辅助、转供用电数据采集，实现区域内电网运行质量、能耗情况实时监控、实时预警，达到“能流可视化”的目的。

5 实施效果

某采油厂通过采取上述节能技术措施和节能管理措施，配电系统节能降损效果明显。据统计，采油厂在油气产量保持相对稳定的前提下，用电总量和电费连续五年呈逐年双下降趋势，经济效益明显。某采油厂近五年来用电总量和电费统计见表1。

表1 某采油厂近五年来用电总量和电费统计Tab.1 Statistics of total power consumption and electricity charges in the past five years

6 综合分析

1）配电线路节能降损效果显著。从表1中可以出，采油厂用电总量和电费连续五年呈逐年双下降趋势，2020年与2016年相比，用电总量下降6 205.44×104kWh，电费总量下降了3 878.4万元，这充分说明采油厂配电线路降损节能措施实施收到明显成效。

2）功率因数提高明显，减少损耗。2016年线路功率因数只有部分达到0.90以上，而目前采油厂线路功率因数则全部达到0.90以上。

3）供配电管理优化合理，油区配电系统得到整体优化。分线路负载变化及电网运行质量，提升管理效率，降低了因线路失电或负荷波动对生产造成的影响，实现了配电系统能源集中管控，以供电线路为载体，以电力能源闭环管理为主线，以能流可视化方式，实时展现供电线路上变电站供电数据、生产用电数据、办公用电数据以及民用电数据，结合数据视图，实现层层穿透，实时查询，油区配电系统得到整体优化[10]。

7 结束语

实践证明，从技术和管理两方面入手，做好配电网降损节能措施是十分有效的。通过实施优化调整供电负荷能力配置、加装就地无功补偿装置、推广应用节能型变压器以及对计量装置实施技术改造、优化变电所主变负荷配置等四项技术措施，以及加强供配电线损优化运行管理、采用智能化抄表管理、优化改进电网运行质量、优化用电治理和信息化管理等四项管理措施，降低了配电线路损耗，实现了用电总量和电费连续五年呈逐年双下降趋势，取得最佳成效，达到降损节能的目的。