如何提升油田電氣的節能應用

【摘 要】目前，我國大部分油田已進入采油后期，隨其含水率和采出總液量增加，油田用電量成倍增加。油田電網的接線方式在線路末端電壓不穩時，易致抽油機運行故障和效率下降。同時異步電動機的運行使供電設備的能量、電壓損失加大。因此為保證油田正常生產，提高油田電氣經濟效益而減少生產過程中的電能損耗并提高其利用率迫在眉睫。

【關鍵詞】油田電氣 節能應用 提升

近年來，隨著我國綜合實力的不斷增強，以及我國全面小康社會目標的即將實現，我國政府越來越重視節能環保，并投入更多資金，以加快節能項目的推進。而為提高油田電氣的節能效率，科學合理的應用方式就成了重中之重。本文在此背景之下，科學分析如何提高油田電氣的節能應用，并提出有效建議，以供參考。為此我從以下方面說明。

1設備節能分析

根據在典型油區的實地調研報告可以看出，油田電氣多用于機械的抽油機單井采油。這種方式的負荷變化幅度大且頻率高，其負荷接入點的電壓波動也因此加大。雖然面對較大難度，但常規的并聯電容器難以達到抽油機負荷特性的標準，這就要求配置就地的無功補償設備。就目前而言，與抽油機配套的電動機已經基本更換為節能電動機，注水站普遍采用變頻器來給水泵供電，同樣由變頻器供電的壓縮機也采用軟起動方式，這些都有助于節能、限制電能損耗?？梢?，油田電氣的節能降耗潛力無窮，因而只要應用合適的方法，就能夠有所成效。

經過專家們的長期實驗得出：變頻器輸入功率因數低，諧波含量大。因此，若同時運行多臺變頻器，配電線路、變壓器及其他設備均有能耗損失，且系統的總能耗會有很大的波動。變頻器輸出側，也就是注水泵電動機輸入側，就有豐富的諧波含量，若通過電纜線路為電動機供電，會導致電動機絕緣老化，還將損傷電動機的功能，大大其工作效率。電動機效率是受諧波中大量有制動性的成分所影響的，因變頻器缺失輸出濾波器環節而導致高頻諧波過量，而增加了電動機的損傷。抽油機、壓縮機都與之同理，負荷電流的穩定性是節能的關鍵，可以配置相應的補償設備來提高功率因數，保持設備的工作效率，挖掘其節能潛力。

2實施綜合節能技術

根據油區現場實測并謹遵油田電網和電流負載的節能降耗原則，可以得出一些切實可行的辦法以完善出一套綜合節能技術。因此首先要理清節能思路，再進行方式方法的匯總，凡是欲速則不達，而節能又是一項長期的工程，所以首先著眼于細節，再展開整體的節能方案。

首先，改善設備使用與操作情況。異步電動機是減少線路輸送中無功功率的佳選。該設備在空載狀況下運行，需要的是油田電網所消耗的無功功率，它表明了電動機的實際負載量。因有功負荷與負載系數呈正相關，所以電動機的容量應與其負載量接近來產生最低饋的校驗功率因數。為避免因用小容量電動機代替大容量電動機而負荷不足的現象發生，可以用鉗形電流或利用測量負荷曲線的辦法來確定所需容量大小，及時跟換負荷不足的電動機，防止因小失大的事故。在需要增設無功補償裝置時，盡量吻合油田電網的特點，用靜電電容器配合集中補償與個別補償相結合的辦法來調節電容器的容量，提高功率因數，增加模塊增大無功電源容量。

其次，改善并改造節能技術。由于電能不能存儲，用電量在運行時經常變化，容易造成用電短缺，發電浪費的現象。在線管技術人員的報告中曾提到線路運行中產生的能耗與峰谷差和峰谷持續時間長短有關，路損耗的大小和電流增量大小和各增量持續時間長短有關。而這正是抽油機工作時的長期問題，因此我們要將技術目標設定為：穩定、無諧波的正弦電流吸收，功率平衡，無大的電流波動。若我們的技術能夠達到這樣的標準，則所有的問題就將得以解決。例如，以并聯型電力有源濾波器的直流母線與儲能設薔及其斬波控制電路結合配置為主電路拓撲實質的負荷質量調節器就是一個很好的概念性嘗試，它達到了抽油機負荷的理想，并實現了改善用電質量和節能的目標。同樣，因調速要求很強的電動機應運而生的變頻調速技術就具有非?？陀^的節能效益，不僅避免電動機能耗的浪費，還能提高電動機運行效率，甚至降低電動機空載運行損耗，可謂一舉多得。

最后，保持電流、電壓的穩定性。系統電壓的微小偏差都會對用電設備的運行產生很大的影響。因為用電設備多是按照額定電壓進行設計和生產的，所以當電壓與額定電壓偏差過大時，用電設備的運行性能和工作效率就會下降，甚至會因電壓、電流超負載而故障。異步電動機是很敏感的設備，其在電流、電壓不穩定時，電磁轉矩波動變化，導致損耗增加，設備壽命縮短，進一步變化會引起電網電壓、頻率不穩定，絕緣損傷，經濟運行水平下降等諸多問題。因此若不對油田電網超出范圍的電壓波動采取調整手段，就會導致不同用戶的負荷間相互干擾的問題，最終使電網系統紊亂，供電系統出錯等大型事故。為了防止這種情況發生，電壓調整是關鍵。不管是依靠調節發電機、變壓器的輸出端電雎，還是改變無功功率分布、線路參數來實現，只要在電力系統無功電源充足的情況下都是有效的。若電力系統無功電源不足時，就要在負荷點適當地裝設無助補償裝置，來減少線路傳輸中的的無功功率損耗，并提高相應的負荷點電壓水平。

綜上所述，在油田開發后期，為提高供電系統改造成效與節能降耗應用是一項既要有針對性地合理地解決問題，又要全面整體地把握和研究各環節技術發展的長期科學性工程。因此作為油田電氣工程人員，我們既要積極吸收、借鑒國內外好的經驗技術，又要研發符合自身條件和要求的優秀設備和技術，以此才能更好地解決處于油田開發后期的我國油田電氣事業所面臨的時代困局，從而切實達到油田電氣開發的經濟效益與環境效益的雙向平衡，并使我國油田電氣得到妥善的保護，以滿足日常生產生活所需。

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作者簡介：陶輝軍（1974—），女，漢族，黑龍江大慶人，大學本科，工程師，2001年畢業于天津大學電力系統及其自動化專業，現在大慶華誼電氣工程自動化有限公司工作，主要從事油田配套電氣設備節能、數字化研究等工作。