油田配電網中電能損耗分析及降損措施

張命勇 陳鵬

（1.大慶油田有限責任公司第七采油廠；2.大慶油田電力集團供電公司）

油田配電網中電能損耗分析及降損措施

張命勇1陳鵬2

（1.大慶油田有限責任公司第七采油廠；2.大慶油田電力集團供電公司）

配電網電能損耗是一定時間內電流流經各電力設備時所產生的電能損耗。分析了油田電網中電能損耗的原因，從配電變壓器、驅電線路、電網諧波、電網運行方式、有效管理等方面詳細論述了降低電能損耗的措施，以減少電量流失，實現降損增效目的。

油田配電網 損耗分析 降損措施

1 電能損耗分析

配電網的電能損耗是指一定時間內電流流經配電網中各電力設備時所產生的電能損耗，它是配電系統生產運行的一項綜合性技術經濟指標[1]。

由于油田用電計量電度表均安裝在35 kV主變壓器低壓側，因此采油廠只承擔35 kV以下配電網的電能損耗，包括6（10）kV配電線路、配電變壓器、電容器以及0.4 kV低壓線路中的損耗。電能損耗的主要設備是配電變壓器，其次是配電線路、低壓線路、并聯電容器。此外，電能損耗還包括漏電和竊電等因素造成的損失。

2 降低電能損耗措施

2.1 減少配電變壓器的電能損耗

配電變壓器的電能損耗在配電網電能損耗中占很大的比例，因此減少其電能損耗，對降低線損具有很大的作用。

2.1.1 切除空載運行配電變壓器

在配電網中，配電變壓器的損耗約占總損耗的65%，而其中的固定損耗（空載損耗）又占變壓器損耗的80%以上，即空載損耗占配電網總損耗的50%左右。因此，及時切除空載運行配電變壓器，對降低整個配電網的電能損耗起重要作用。

2.1.2 老式高耗能型變壓器節能改造

目前，大慶油田在用老式變壓器約有2×104臺（包括站用變壓器和機采井變壓器），從現實情況看，要全部淘汰油田老式高耗能變壓器是不切實際的，可以對老式高耗能變壓器進行節能技術改造，達到既降低變壓器損耗，又節省一次性投資的目的。

2.1.3 合理選擇配電變壓器的容量

一般機采井配電變壓器的負荷率較低，其鐵損功率P0大于銅損功率Pdn，合理選擇配變容量Sn，使其有較高運行效率，避免出現“大馬拉小車”現象，可達到降低損耗的目的。

2.2 提高功率因數，降低配電線路電能損耗

當配電線路通過電流I時，線路的有功損耗為：

進一步求證得知，線路有功損失ΔP與cos?2成反比，采用無功補償提高功率因數cos?,線路的功率損失ΔP將顯著下降。無功補償按補償方式可分為集中補償和分散補償。

2.2.1 集中補償

在變電站低壓側安裝無功補償裝置（電容器），安裝配置容量按負荷高峰時的無功功率平衡計算，安裝電容補償裝置的目的是根據負荷功率因數的高低而合理及時投切電容器，從而保證整個配電系統的功率因數，減少無功功率在電網中輸送，從而降低整個系統的網損[3]。在配電線路加裝高壓集中補償，可避免大容量無功功率長距離輸送帶來的線損，實現無功就地平衡，提高線路功率因數，降低損耗。

2.2.2 分散補償

由于油田所使用的電器設備大多都是感性負載（電動機），其功率因數較低[4]。為提高功率因數，在變壓器低壓側安裝電容器，補償原理與變電站的無功補償大致相同，不同的是就地補償采用隨機補償，利用無功補償自動投入裝置及時、合理地投切無功補償電容器，保證6（10）kV配電線路的功率因數符合要求（接近0.9），從而減少電能損耗。

2.3 抑制電網諧波，減少線路的附加損耗

隨著油田變頻設備的大量應用，電網中的高次諧波污染日益嚴重，給變配電設備造成許多不良影響。當諧波電流流過配電線路時，會產生附加的線路損耗；當變壓器有高次諧波電流通過時，除了使銅損增加外，還會在鐵心內產生附加的渦流損耗和磁滯損耗。在諧波電壓作用下，也會使電容器產生額外的功率損耗。

在交流系統中，能產生用戶所需有用功率的只是基波功率，而諧波功率不會做任何有用的功，只是在各種設備中以發熱的方式消耗掉。當電網中的諧波電壓和電流都滿足標準要求時，諧波功率損耗占總損耗的比例僅為1%～2%。若諧波嚴重超標，則諧波功率損耗可占總損耗的20%。

2.4 選擇經濟合理的電網運行方式，降低電網損耗

2.4.1 合理調整電網運行電壓

在負荷不變的情況下，適當提高線路的運行電壓，會降低線路上通過的電流，從而降低線路的損耗。但是提高配電線路供電電壓會增加配電變壓器的損耗，變壓器的空載損耗與所加電壓的平方成正比。有時，提高配電變壓器的運行電壓，反而會增加綜合損耗，所以要綜合考慮線損和變損兩方面因素，合理調整運行電壓。線路負荷高時應適當提高運行電壓（因電阻上的損失電量起主要作用），負荷低時適當降低運行電壓（因鐵損占主導地位）。因此，必須合理地調整電網的運行電壓，以達到降損節能的目的。

2.4.2 縮短供電半徑，確保供電線路合理性

在確定電網結構和運行方式時，應盡量縮短供電半徑，使線路供電合理。這就要求在規劃時合理地劃分供電區域，按照經濟合理的運行方式規劃電氣供電距離。10 kV線路的供電半徑最大為15 km，400 V線路的供電半徑應不大于500 m。

近幾年，隨著油田各區塊加密井、擴邊井的不斷增多，6（10）kV電源采取就近搭掛的方式，導致部分線路供電半徑增大、用電負荷增長，造成線路輸送容量不夠或電能損耗大幅度上升，因此對這些線路進行改造可產生明顯的節電效果。

2.5 采取有效管理措施，減少電能損耗，實現降損

增效的目的

（1）加大轉供電和臨時施工用電的管理力度，最大限度地減少電量流失。

（2）進一步完善轉供電的高壓電量計量系統，計量準確，實現網損（包括變損和線損）自擔的計量模式。

（3）為防止村屯和廠店竊電，采取多種檢查方式和采用先進儀器查找竊電線路，減少電量丟失。

（4）組織相關技術人員定期開展線損分析工作，找出配電網絡結構的薄弱環節，發現運行中存在的問題，并找出線損升、降的原因，確立今后降損的主攻方向，并及時制定降損措施實施計劃。

（5）搞好線損理論計算工作，推廣在線測量，以準確的數據及時衡量線損的高低，掌握線損分布，便于合理選擇降低網損的措施和對策。

（6）制定切實可行的網損率計劃指標，實行逐級承包考核制度。

3 結束語

降損節電是復雜而艱巨的工作，既要從微觀抓好各個環節具體的降損措施，又要從宏觀上加強管理。除了采取各種切實可行的措施外，還需要根據電網實際需要，選擇適合本地電網的降損措施，以取得更高的社會效益和經濟效益。

[1]龍從會.降低外圍油田產能建設投資[J].油氣田地面工程，2006（7）:68-69.

[2]周正友,劉吉明,李清振.孤島油田抽油機采油系統的能耗分析及系統最優配置[J].石油工程建設，2005(3)：8-11.

[3]關越,王強.西氣東輸工程鉛酸蓄電池的選擇和應用[J].天然氣與石油，2004(3):12-20.

[4]龔偉安,周芳德,王躍社,等.壓差補償深井抽油泵的實驗室試驗與結果分析[J].石油鉆采工藝，1999（5）:55.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.004

2011-02-18）

張命勇，2003年畢業于天津大學，助理工程師，從事變電運行管理、電力綜合、規劃等工作，E-mail：zhangmingyong@petrochina.com.cn，地址：大慶第七采油廠生產運行部，163517。