浅谈油田节能技术在油田输配电系统中的有效应用

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　　[摘 要]油田开发和生产经营的每一个环节都与电力能源不可分割，作为国家电网的用电大户，油田企业的电网运行和管理，是油田企业生产经营管理工作中的重要环节，油田企业在输配电系统中，如何应用节能技术，有效节约电力能源，降低电力消耗，对于实现油田企业经济效益和可持续发展，具有重要意义。本文拟就节能技术在油田输配电网中的有效运用进行阐述，提出相应的对策措施，以实现油田在生产过程中节能降耗，以供参考借鉴。
　　[关键词]油田 节能技术 输配电系统 应用
　　中图分类号：TE43 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0009-01
　　一、前言
　　油田采油区大多位于远离城镇的偏远地区，建设年代久远，供电线路半径过长、输配电设备陈旧老化、电网自动化程度低、部分电力输送线路长期处于非经济区域运行，电力能耗损失严重等问题比较普遍，严重的影响了企业的经济效益，也对我国目前原本就十分紧张的电力能源造成浪费。据测算，油田输配电网的电能损耗平均在6%以上，而远离输配电中心的偏远长距离输电线路，电能损耗高达10%，甚至更多。随着油田勘探开发规模不断向周边扩大，油田的用电量在不断增加，电力传输距离越来越远，而电能损耗也随之增加，企业的运营成本也在不断上升。因此应用节能技术加快对油田输配电系统改造，有效降低能源消耗和电力传输过程中的线路损耗，是油田输变电系统改造的当务之急。
　　二、目前我国油田电网输配电系统现状及存在问题
　　按照目前我国电网管理有关规定，油田输配送电网自国家电网引出线路开始，输配电线路的管理和维修工作完全由油田自行负责，电力线路的能耗损失也由油田方面承担，目前油田输配电系统能源消耗主要存在的主要问题包括：
　　1、输配电系统网络问题。由于油田采油井比较分散，输配电网络供电半径过大、电网设备陈旧老化、电网所承载的负荷分配不合理、自动化建设程度低、输配电网络功率因数比较低，致使电力能源在传输过程中，损失比较大。目前在油田输配电设备中，柱上开关、跌落式熔断器、阀式避雷器等高耗能配套设备使用比较普遍，增加了电力能耗的损失。
　　2、输配电网络结构和设备配置问题。油田的采油井和注水井纵横交错，导致油田输配电线路分支过多，各分支线路所承担的负载不平衡，部分输配电线路线径过细，有效使用截面小，致使设备运行过程中电流负荷过大。输配电网络线路结构布局不合理，迂回线路增多，加大了供电线路半径，线路损耗增加。
　　3、输配电方式不合理。油田生产的特殊性决定了其输配电方式的性质，由于油田采油井、注水井和输油管线等系统和设备的运行特点，油田的输配电大多采用发散型的供电方式，随着油田中心区域原油的不断减少，油田勘探开发也不断想边缘区域扩散。输配电线路越架越远，用电负荷逐步加大，导致输配电网络配电负荷无法满足不断增长的用电需求，影响了电网运行的安全性、稳定性和可靠性，同时也加大了电网线路的损耗。
　　三、油田输配电系统节能改造的具体应用
　　针对我国油田输配电网络系统存在的问题，加快我国油田输变电系统的网络优化和节能技术改造，是推进油田节能降耗、降低生产成本、提高企业经济效益，实现油田可持续发展的重要措施。
　　1、优化电网无功补偿配置，提高输配电效率。传统的电网设备配置中，输配电环节消耗了大约50%的无功功率，造成了大量电力能源的浪费。优化电网无功补偿配置，提高输变电效率，主要采取的节能技术包括：
　　第一，对输配电电网无功电压进行优化。优化油田输配电网无功电压，需要在确保各运行节点电压达标并稳定的前提下，以电网损耗最佳为目标，需要对变压器有载分接开关档位和变电所无功补偿设备投切在动态条件下加以控制，从而达到整个输配电网络无功分成在变压器输出前即达到平衡，进而全面改善和提高输出电压的质量，降低电能损耗。当整个输配电网运行达到调压条件时，调高或调低电网运行电压，能够有效降低电能损耗并达到节约用电的效果。
　　第二，降低输配电网无功功率损耗。油田的输配电线路是按照井口布局敷设的，根据井场特点一般呈辐射状架设接入井口变压器，而由于井口变压器远离配电中心，电压下降幅度较大，功率因数比较低，无功损耗较为严重。为此，为有效降低无功功率在输配电网中的流动，应采取就近无功功率补偿的办法，提升用电负荷中的功率因数，降低输电、变电和配电设备的无功电能消耗，从而达到节约能源的目的。
　　第三，对电网电压进行升级改造。实践证明，在电网负载功率不变的情况下，电压等级越高，电能损失就越小，对目前油田普遍采用的10kv及以下输配电网进行升压改造，电网负载损耗能够下降达30%以上。
　　第四，缩短输配电线路半径和加大导线截面。对油田布局不合理输配电线路进行改造，缩短供电线路半径和线路长度、彻底消除近电远供、迂回倒送的不合理送电方式，同时适当加大输配电线路截面，达到节电的目的。
　　2、更新改造变电装置和设备。第一，变压器的选择。在油田节能技术改造中，要选用装配低损耗配电变压器，并加装末端低压电容器，合理调配变压器容量，強化运行管理措施。第二，对输配电系统运行方式进行改造。将目前并列运行的变压器改造为一台运行、另一台作为备用设备，采用单母线并列运行方式，提高单台变压器的使用效率。用小容量节能变压器代替负荷率较低的变压器，以妥善解决变压器高能耗低效率问题。第三，增加配电站出线数量。对线路损耗高、负荷大的输配电线路采用增加出线路数的方式对电流密度进行分流来实现降低线路损耗的目的。
　　3、加快输配电网的自动化建设。第一，对输配电线路加装“配网自动监控系统”，对电网运行状态进行动态化实时监控，提高设备运行效率。第二，应用现代计算机通信技术和控制技术，在输配电线路的关键节点安装集中补偿器，实现电网优化运行和自动调配。第三，运用现代计算机网络技术，对输配电网的接线方式和补偿容量进行最优化设计，无功补偿系数达到最佳状态，适时开展电网重构和负荷转移，提升电压质量，降低能耗。
　　4、采用新技术、新工艺，实现节能降耗。选用新技术、新工艺和新设备是油田节能降耗的应采取的重要措施之一。第一，要选用启动电流小、扭矩大、综合节电率高的新型节能型电机。第二，将电机变频技术应用于各生产环节，提高电机运行效率，降低电机空载运行时的电能消耗。
　　四、结论
　　油田输配电网节能技术的改造，是一项长期和复杂的工程，是一个不断创新和完善的过程。由于我国油田建设历史悠久，设备陈旧老化，节能更新改造负担重，因此不能操之过急，要循序渐进，在全面完成各项生产经营任务的前提下，分期分批的进行节能技术改造，采用新技术、新工艺和新型节能设备，实现体质降耗、提升经济效益的目的。
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