采油廠配電線路降損節能措施實施效果分析

顏衛東（大慶油田電力運維分公司）

1 采油廠配電網概況

電能是油田開發生產必不可少重要能源，加強供配電設施的優化管理工作，降低供配電系統的用能損耗，實現企業節能減排、安全、可靠、經濟供電運行，是油田供電系統一項重要工作內容，也是關系到供電系統質量效益的一項重要指標[1]。隨著綠色企業創建和油田節能減排新要求，如何加強供配電系統優化運行管理，降低電力配電系統損耗，推廣應用配電線路節能降耗新技術和新工藝，提升企業經濟效益，已成為當前油田電力管理一項重要研究課題[2-3]。為此，在調查研究的基礎上，提出了《采油廠配電線路降損節能技術應用效果分析》研究應用攻關課題，并取得良好工作效果。

油田某采油廠電網主要由6 k V線路和10 k V線路組成，分布在三縣一市境內。6 k V線路共有89條，主要分布在6座變電所，是采油廠電網的主力配電線路，承擔著采油廠原油生產、生活用電以及地方政府的生產和生活用電；部分油井由于地處偏遠，距離地方供電線路較近，掛靠10 k V線路，是油田供電電網的補充。

2 配電系統存在的問題

1）油區供配電系統供電負荷能力配置不合理。目前，某油區已進入后期開發，多數新油井向油田外圍擴散，存在油井打到哪里，配電線路就延伸到那里的狀況，造成配電線路無法系統設計，配電線路分布廣、散、雜，迂回多，線路長，線路損耗大，原小分支線路逐步成為大分支或主要配電線路的現象也不同程度地存在等諸多問題。

2）供配電系統配電設備陳舊老化，線路故障多損耗嚴重。該油區內村莊密集，隨著經濟的發展，家庭式小企業不斷增加，用電負荷不斷攀升，而許多供電線路還是九十年代設計的，存在線路腐蝕嚴重，導線截面小，負荷電流較大，引流線接觸電阻大，線路損耗大等問題。

3）配電變壓器利用率低下。油田變壓器，為便于管理和采購，無論是37 kW電機，還是22 kW電機，一般均選擇50 k VA變壓器，55 kW電機一般選擇100 k VA變壓器，在實際應用中，存在載荷過低的現象，利用率較低，也不利于經濟運行。電力變壓器采用非節能型變壓器多，且運行負荷變化較大。目前的電網系統中，由于變壓器負荷問題造成線路壓降較大，使采油廠配電線路增加了線路損耗。

4）接觸電阻的增加，加大了線路損耗。油田油井分布點多面廣，造成變壓器數量較多，由于引流線、跌落式熔斷器、變壓器接線等接觸點溫度較高，隨著運行時間的延續，加上表面氧化、節點接觸電阻逐年增加，造成了壓降增大，損耗增多，為電網經濟運行帶來了困難。

5）無功補償位置選擇不合理，降損節能仍有余地。目前油田電網在采取無功補償（電容補償）時，先進行負荷計算，選擇補償容量，體現在供電端電流減少。同等用電設備，同等功率因數，不同的補償方式，供電端視在電流不同，無功補償、降損節能存在潛力。

6）用電管理方面存在不足。一是在油田精細管理的大環境下，節能重點放在了高能耗重要設備上，特別是通過招標的大中型設備，而眾多不同類型的普通電氣設備卻被人忽視，這與精益管理的要求不相符。二是抄表準確率、電量流失、負荷的變化監控分析、功率因數的變化調節等方面有待加強。三是用電管理流程上存在相互交叉或盲點，不利于電網高效優質經濟運行。

3 供配電系統節能的技術措施

3.1 優化調整供電負荷能力配置

油區供配電系統按照“供電安全可靠、運行經濟靈活、網架結構合理、電能質量合格和便于維護管理”的總體技術改造原則，優化設計油區整體一體化供電負荷能力配置，提升整體節能技術一體化改造效果。采取的具體措施有：

1）全面掌握用電負荷點及重點負荷分布，合理設計線路主線和線路參數，盡量避免迂回線路，減少多層次節點數量。

2）合理配置供配電系統供電負荷能力，降低線損。按照供電線路半徑短、小容量、電壓合格、多供少損的技術要求，依據油井分布和用戶負荷配置情況，合理計算好供電半徑和電氣距離，減少低壓線路供電距離，降低配電線路損耗[4]。

3）優化選擇配電線路導線截面。按照正常最大負荷電流時產生的線路電壓損耗，正常運行時高壓配電線路電壓降不超過5%的標準要求，優化選擇配電線路導線截面積大小[5]。

供配電線路技術降損采取的主要措施就是增大導線截面積，轉移部分供電負荷，提前采取供電能力分流等。如通過對油區S3線和S4線進行了線路整合，使S3線和S4線變成純粹的油田線路，使S1線和S2線變成了地方用戶供電線路；重新新架設了Y5油田生產專用配電線和M地方用戶配電專用線路，均采用LGJ-95專用供電導線，不僅有效分流了供電系統負荷，還有效降低了區域供配電線路的整體電能損耗。

3.2 加裝就地無功補償裝置

針對油區配電電網功率因數普遍較低的現狀，開展油區供配系線路電網無功損耗測試分析，嚴格按照“分級補償、就地平衡”的原則，采取集中、分散補償相結合的無功補償技術方案，加裝就地無功補償裝置。

采取的主要技術措施有：在變電站母線上加裝補償電容器進行集中補償，安裝電容32組，使電網的線路普遍保持在0.90以上，單井功率因數達到了0.95以上，大大降低了電能消耗。在線路長、負荷大的線路上安裝并聯電容器進行分散補償，按配變空載無功總功率的1.1～1.3倍補償容量補償每一條線路。配變隨變壓器就地補償，使配變自身無功損耗得到就地平衡。

3.3 對計量裝置實施技術改造

推廣應用適合油區生產應用的節能變壓器，降低變壓器運行自身損耗，合理調整各變壓器負荷，確保變壓器運行在最佳負載狀態。“S13型卷鐵心變壓器具有繞制工藝簡單、重量輕、體積小、空載損耗比S9降低25%～30%、維護方便、運行費用節省，節能效果明顯等優點”[6-7]。經現場試驗應用，實踐證明該型號節能變壓器適合油田電網的負荷特性和技術要求。通過實施推廣應用節能變壓器，淘汰現有高耗能變壓器，降低變壓器自身運行損耗。同時，對配電計量裝置實施節能技術改造，提高計量裝置的準確度。

3.4 優化變電所主變負荷配置

有關資料表明，變壓器負載率為40%～60%時，此時變壓器為最佳經濟運行區。“當銅損等于鐵損時，變壓器的效率最高”，負載率為最佳[8-9]。通過調整后合變壓器所帶的負荷達到合理或基本合理值，變壓器的電功率損耗率達到最低值，效率達到最高值。因此，提高配電變壓器平均負荷率，合理選型和調整配變容量，是實現配電網絡降損節能一項有效措施。

4 供配電系統節能的管理措施

4.1 加強供配電線損優化運行管理

建立健全供配電線損優化運行管理工作的目標管理制度，將供配電線損優化運行指標分解到線路、配電變壓器和管理人員，加強日常優化運行管理，做好日常績效考核，用經濟考核手段來提升線路優化管理措施的落實。定期開展理論線損的計算工作和實際線損情況測試分析，經常分析線損變化情況及原因，提出有針對性的改進措施，為線路技術改造提供可靠的理論依據。

4.2 采用智能化抄表管理

利用智能化遠程自動抄表技術，強化智能化抄表系統工作人員業務技能培訓，完善自動化抄表技術核收管理制度，確保智能化自動抄表系統良好運行，加強抄表和核算管理工作，提高了電量計量統計的準確性和可靠性。

4.3 優化改進電網運行質量

增加供電量，優化改進電網運行質量。根據油區生產實際用電需求情況，制定合理的供配電系統優化運行方案，避開用電高峰，減少停電次數，減少供配電系統故障率，降低停電時間，保障生產和生活用電質量，降低配電系統電能損耗。

4.4 優化用電治理和信息化管理

1）優化用電治理。及時排除用電系統安全隱患，清除私接亂掛用電線路問題，消除偷盜用電現象的發生。優化采油廠用電管理，完善用電計量管理制度，清除非法用電，降低用電總量，實現節能減排。

2）加強用電信息化管理。以PCS單井、單設備實時數據與源頭數據為支撐，整合集成供電系統實時數據（電量、電壓、電流、有功、無功，功率因數）、增加后勤輔助、轉供用電數據采集，實現區域內電網運行質量、能耗情況實時監控、實時預警，達到“能流可視化”的目的。

5 實施效果

某采油廠通過采取上述節能技術措施和節能管理措施，配電系統節能降損效果明顯。據統計，采油廠在油氣產量保持相對穩定的前提下，用電總量和電費連續五年呈逐年雙下降趨勢，經濟效益明顯。某采油廠近五年來用電總量和電費統計見表1。

表1 某采油廠近五年來用電總量和電費統計Tab.1 Statistics of total power consumption and electricity charges in the past five years

6 綜合分析

1）配電線路節能降損效果顯著。從表1中可以出，采油廠用電總量和電費連續五年呈逐年雙下降趨勢，2020年與2016年相比，用電總量下降6 205.44×104kWh，電費總量下降了3 878.4萬元，這充分說明采油廠配電線路降損節能措施實施收到明顯成效。

2）功率因數提高明顯，減少損耗。2016年線路功率因數只有部分達到0.90以上，而目前采油廠線路功率因數則全部達到0.90以上。

3）供配電管理優化合理，油區配電系統得到整體優化。分線路負載變化及電網運行質量，提升管理效率，降低了因線路失電或負荷波動對生產造成的影響，實現了配電系統能源集中管控，以供電線路為載體，以電力能源閉環管理為主線，以能流可視化方式，實時展現供電線路上變電站供電數據、生產用電數據、辦公用電數據以及民用電數據，結合數據視圖，實現層層穿透，實時查詢，油區配電系統得到整體優化[10]。

7 結束語

實踐證明，從技術和管理兩方面入手，做好配電網降損節能措施是十分有效的。通過實施優化調整供電負荷能力配置、加裝就地無功補償裝置、推廣應用節能型變壓器以及對計量裝置實施技術改造、優化變電所主變負荷配置等四項技術措施，以及加強供配電線損優化運行管理、采用智能化抄表管理、優化改進電網運行質量、優化用電治理和信息化管理等四項管理措施，降低了配電線路損耗，實現了用電總量和電費連續五年呈逐年雙下降趨勢，取得最佳成效，達到降損節能的目的。