戶外配電裝置存在問題及改進措施

張 軍

中原油田采油一廠供電大隊，河南濮陽 457001

中原油田采油一廠供電大隊機采配電系統是采用35kV直配供電方式，配電變壓器(35kV/0.4kV或1.14kV)和戶外配電裝置設在計量站，再由計量站經低壓電纜輻射配電至抽油機電動機（功率30 kW～45kW）。目前計量站共安裝戶外配電裝置68面，為600多口油井及輔助設備提供電力供應，作為油井配電控制中樞的計量站戶外配電裝置主要作用是對油井電機及輔助設備進行配電控制、給油井電機及輔助設備和配電變壓器提供保護、對用電設備耗電進行計量、給配電系統提供無功補償、對用電設備運行情況進行監控等，它的可靠性關系著計量站所有電器設備的正常運行，對油氣生產的平穩運行起著非常重要作用。

中原油田采油一廠供電大隊原有計量站戶外配電裝置不論在性能還是可靠性上都比較實用和穩定的，但隨著油田開發負荷的調整變化和當時生產廠家設計時認識的局限性，該型配電裝置在運行中已暴露出負荷與容量不配套和自身設計存在一些問題，其主要有以下幾個方面。

1 存在的問題分析

1.1 原配電裝置容量與實際負荷不匹配問題

隨著近幾年油區農電轉網的實施、節能設備的推廣應用和完善、節電措施的落實、油水井開發的調整和管理水平的提高，全廠用電日平均負荷已由2009年的2.94萬千瓦下降到目前的2.54萬千瓦左右，原有計量站戶外配電裝置的容量配置已顯得過于偏大，負荷和容量的不匹配，勢必影響配電裝置的保護、計量、無功補償、指示儀表等裝置的靈敏性、可靠性、準確度，使其不能正常工作和發揮其應有的作用。如保護裝置原設置較大，與現在實際負荷不匹配，當電路發生故障時，保護可能出現拒動，失去作用，使故障蔓延擴大化。

1.2 分回路未裝電能計量表計，不能實現單臺設備單表能耗計量

由于當時生產管理沒有要求單臺設備計量，該型配電裝置設計時就沒有考慮分回路電能計量問題，根據目前油田電力精細化管理單臺設備能耗單表計量要求，也急需完善。

1.3 分回路熔斷器選型存在問題

在1.14kV電壓等級配電裝置中采用RO31B型熔斷器，由于該型號熔斷器設計結構不當，滅弧空間小，體積僅為60cm3，在油井電纜出現短路故障時，該熔斷器熔斷時易發生滅弧空間內溫度急劇升高，壓力增大使熔斷器器身爆裂，甚至造成相鄰熔斷器之間短路的重大故障。如我廠18#、70#站由于熔斷器器身發生爆裂造成相間短路，燒壞戶外配電裝置的重大電力事故。

1.4 分回路容量與電泵井負荷不匹配問題

中原油田采油一廠供電大隊目前仍有47口電泵井在運轉生產，其中由戶外配電裝置供電（0.4/1.14kV）的19口，由于電泵井電機功率大，電流高，經常燒壞分回路的CJ20-160型交流接觸器。

2 改進措施

2.1 原配電裝置容量與實際負荷不匹配問題

原配電裝置主回路配置600A/1.14kV熔斷器，根據回路數降容為300A/6回路和400A/10回路。主回路熔斷器降容后當電路發生故障時能縮小和限制其范圍，降低損失，減小故障電流對配電變壓器的沖擊，有效保護配電變壓器，避免越級跳閘。同時降低了取樣電流互感倍率，滿足了保護、電能計量、無功補償和指示儀表采樣電流最小準確度要求。

2.2 分回路未裝電能計量表計，不能實現單臺設備單表能耗計量

增加戶外配電裝置外形尺寸，專門設計一隔斷前后開門，安裝計量表計，同時在分支回路安裝計量電流互感器。

2.3 分回路熔斷器選型存在問題

選用質量好，滅弧空間大的RO32A型熔斷器，其滅弧空間的體積接近原型號的3倍，為160cm3。

2.4 對于分回路容量與電泵井負荷不匹配問題

在配電裝置10個分回路和14個分回路中分別將其中的2個回路和4個回路換成CJ20-250型的大容量接觸器，以適應電泵井等大功率設備的供電要求。

3 場推廣應用情況

3.1 主要工作量

該新型計量站戶外配電裝置于2010年以來，先后在中原油田采油一廠供電大隊文200塊、51#站、文203塊、文220塊、66#站、30#站、34#站、38#站、18#站安裝使用，現場跟蹤測試，電能計量、無功補償、電流電壓指示測量等各項性能指標完全達到實際使用要求，運行至今保護、計量，無功補償等裝置均未發生一次故障，該型計量站戶外配電裝置已作為老式型號替代產品，在我廠推廣使用。

3.2 技術指標對比

1）主回路熔斷器熔體額定電流，由原來500A～600A降容至300A/6回路和400A/10回路，提高了保護能力，縮小和限制故障范圍，降低了故障電流對配電變壓器的沖擊，有效保護配電變壓器，避免越級跳閘。同時降低了取樣電流互感倍率，解決了保護、電能計量、無功補償、電流指示，因取樣信號電流太小或采集不到，不能正常工作的問題。

2）增加戶外配電裝置外形尺寸，專門設計一隔斷前后開門，安裝計量表計，同時在每個分支回路安裝計量電流互感器，解決了分回路未裝電能計量表計，不能實現單臺設備單表能耗計量的問題。

3）優選分回路熔斷器型號，熔斷器滅弧空間體積由原來的60cm3增大至160cm3，解決了熔斷器因滅弧空間小而器身爆裂發生熔斷器相間短路的問題。

4）在分回路安裝的交流接觸器，由原來的CJ20-160改為CJ20-250型，以解決電泵井等大功率設備的供電需求。

4 結論

改進后的戶外配電裝置有效解決了無功補償、計量、保護等問題，既節約了電量有保證了配電裝置的正常生產運行，為類似供電方式提供了參考依據。

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