在对油田电网节能降损措施提出之前, 首先我们应该了解油田电网开发利用的整个结构过程以及这一过程出现损耗的缘由。以大中型油田为例, 其主要以原油、电、天然气、成品油为消耗能源, 其中电在所有能源中所占比例达三分之一。对于整个油田而言, 电网节能不能仅仅局限于优化电力系统本身, 更应该分析电网内各重要负荷用户对电网能源损耗的影响, 这也是当前研究电网节能降耗的重要课题之一。
在油田生产输送和分配电能的过程中, 每一个元件、每一级组成部分都会产生一定量的能源损耗, 其中就包括电能在变电站和传输过程中升降压所带来的固定能源损耗以及变压器、电缆的铜损、输配电线路所产生的变动能源损耗, 除此之外, 还有窃电构成的管理损耗和计量表的误差损耗等。
电能在输送过程中, 电网网损绝大部分都是由一万伏特以上电压级别的配电网络产生的, 特别是当偏远的油区远离油田电网中心时, 电网损耗更多。由实际计算证明, 配电网络改造升压一个等级之后, 负载损耗至少可以降低百分之五十以上。因此, 调整优化电力网络、降低损耗的一个重要措施就是对配电电网进行改造, 尤其是离供电中心较远的油田配电网, 通常采用十万伏特或者三万伏特以上的高压代替一万伏特的输电线路。
在大功率电能传输过程中, 合理经济的减小导线所带来的损耗也是相当重要的。由电学的基本知识我们知道, 导线横截面积越大其电阻值越小, 电能传输时损耗就越小。以10kv线路架设为例, 目前导线规格选用主要有LGJ-50/8、LGJ-70/10、LGJ-95/20三种, 其电阻率分别为0.5946Ω/km、0.4217Ω/km、0.3019Ω/km。计算得知电能在LGJ95导线中传输产生的线路损耗比LGJ70导线低约30%, 比LGJ50导线低约50%。考虑到导线线径越大其成本越高, 不能盲目追求选用更大的线径来降低线损, 因此建议油田10kv线路架设时, 主干线路选用LGJ95导线, 分支线路选用LGJ70导线, 使节能降耗和减少成本得到最优化。
油田电网的变压器不仅容量大而且数量多, 电能在传输过程中, 经过变压器变压之后, 有很大一部分损失, 因此, 降低变压器的电能损耗成为油田电网节能降损中一大着手点。而对于减少变压器电能损耗, 首先是要选择性能优、节能效率高的变压器。目前油田配电网络中主要有S9、S11、S13三个系列的变压器, 他们在损耗参数上有很大区别, S11型变压器较S9型变压器空载损耗低20%~35%, S13型变压器较S11型变压器空载损耗低20%~45%、空载电流低70%~85%, 据此看出S13型变压器具有最低的空载损耗和最高的效率。因此, 在新装及更新升级变压器时, 应首选S13型变压器, 其次选择S11型变压器。
电网输出的功率包括两部分, 一是有功功率, 二是无功功率。无功功率越大, 功率因数就越低, 线路供电损失越大。与城乡配电网相比, 油田电网的功率因数长期偏低, 一般在0.65~0.8之间, 个别油区最低时在0.55左右。根据现场实际调查, 一般油区多以抽油机负荷为主, 约占油田总负荷的60%, 这类负荷的功率因数高低是决定油田整体配电系统功率因数高低的关键, 然而抽油机负荷是一种随着抽油机冲程作周期性变化的负荷, 针对抽油机进行的就地无功补偿无法达到预期的效果。考虑到油区配电网线路长、负荷季节性与昼夜性变动大, 选择直接在10kv线路上安装无功补偿装置, 将功率因素提高到0.9以上, 就可以减少无功在线路上的流动, 减少网损、节约能源。
油田开发区块地理环境复杂, 供电系统结构复杂, 因此, 在油田开发过程中, 对发电机有较高的依赖程度。不同型号发电机的发电效率和利用率不同, 因此在选用发电机时, 应选择综合耗能低的发电机。油田生产中普遍选择柴油发电机, 柴油发电机在使用的时候应该注意以下几点:首先, 应选用合适型号的柴油, 柴油型号选取是否匹配很大程度上决定了柴油能否充分燃烧。因此, 在使用的过程中, 应根据柴油发电机的性能选择相适应的柴油, 例如轻柴油主要用于中速和高速发电机, 而重柴油则主要用于低速发电机。其次, 还可以选择合适的柴油改善剂, 对提高柴油的燃烧率、改善柴油燃烧质量起着不可替代的作用。最后, 要做好柴油发电机的定期维护和保养工作, 柴油机能否有效工作是柴油能否充分燃烧以及发电机发电效率高低的另一重要影响因素。
油田电网节能降损措施的有效实施是以油田企业短期利益的削减为代价的, 但从长远来看其产生的经济效益是逐步增大的, 企业应该采取各种措施减少电源的损耗和增加能源的利用率, 以增加更高的社会效益。
摘要：我国现阶段的油田电网发展过程中存在诸多能源损耗、环保和低利用率等问题, 本文从油田客观环境以及相关工作人员的技术能力出发, 结合我国油田电网技术的发展水平情况, 展开分析了油田电网相关损耗问题并提出了相应的解决措施。
关键词：油田电网,节能降损,措施
[1] 张晖, 张志华, 马向军等.油田电网线损分析与降损措施探讨[J].中国科技纵横, 2013, (13) :7-8.
[2] 朱庆海, 刘双荣, 李志鹏等.浅析油田电网降损节能的技术措施[J].中国新技术新产品, 2013, (5) :88.
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