论文部分内容阅读
摘 要：油田企业在生产的多个环节都要用到电能，因此，做好企业配电系统的节能降耗工作，对于减少资源浪费，提高企业经济利益具有实际意义。本文主要对配电系统的能损进行了简单分析，并在此基础上介绍了几种较为常用且有效的节能降损的技术。
关键词：油田；配电系统；节能降耗
1 概述
油田既是能源生产企业，也是能源消耗企业，原油的开采提升、净化处理、集中输送、脱水、注水等各个环节都需要依靠消耗电力完成。大港油田配电系统是针对油田生产，为油田的举升、注水、油气储量和输送提供动力，保证油田正常生产的能源保障。供电系统在电力输送、分配、变压等环节会不可避免的产生能耗，给企业带来经济损失的同时，还对环境造成了污染。节能降耗是提高企业经济效益，增强企业市场竞争力的有效途径，是油田企业在不改变生产量，提升自身经济效益的重要举措。
2 油田配电系统能损分析
2.1 配电能耗分析 据不完全统计，电网在配电过程中产生的能耗大约占总发电量的30%，若能采取有效的措施，降低电能损耗，将为企业节约一笔可观的成本支出。配电网电能损耗主要形式为线损和变损，线损与变损的比值约为7：3，其中影响线损的主要因素有输电线的长度、横截面积、输电电压、功率因数等因素；而变损的大小则主要与变压器的负载率、负载功率因数以及设备自身的技术性能有关。
2.2 配电系统能耗的危害 ①能耗产生热量带来的危害。线损主要是以热量的形式表现出来，由焦耳定律（Q=I2Rt），可知，输电导线在输送电能的过程中，不可避免的会产生热量造成电能的损失，当配电线路容量不足时，产生的热量很容易造成火灾的发生。这是因为，电流产生的热量升高了导线的温度，加速了导线外绝缘层的老化速度，缩短了设备和输电线的使用寿命。对于油田企业来说，配电线路中存在分支和搭接的部位较多，更是容易产生热量，引发安全事故。②配电系统能耗造成资源浪费。配电系统的能耗是电能转为无用功的部分。随着油田勘探和开采设备的技术含量越来越高，油田各环节的配电系统也在不断延伸，导致油田电网负荷出现及其不均衡的状况，增大了配电网电能损耗值，直接增大了油田企业的经济损失。若不采取合理的减排措施，将对国家能源的利用率，周围环境以及企业自身的效益产生极为严重的影响。
3 配电系统节能降耗的有效措施
3.1 配电线路的改进 首先，输电导线的选择。导线选择除考虑线损外，还应考虑输电导线的经济电路密度。导线的线损与其截面积成反比，选择截面积越大的导线，对降低能耗越有利；但截面积增大的同时，还增加了导线的成本，综合两方面因素的影响，选择经济电流密度为0.3-0.6A/mm2的导线是最为合理的。其次，电压的选择。就目前的油田生产设备来说，6kV和10kV的电压系统都可适用；就电压质量来说，10kV的系统相对于6kV的系统更具优势。当其他条件一定时，输电电压与线损电压成反比，高电压更有利于降低能耗。最后，线路运行方式的改进。线路运行方式方面，结构简单、投资少的单电源树干供电方式可靠性不高，若某一环节出现故障，则可能影响整个配电系统的运行；而环网的供电方式，利用双电源的交替供电模式，减少了故障维修器件停电时间和停电面积，有效的保障了供电系统的稳定性和持续性。
3.2 變压器的改进 首先，选择新型号节能变压器。配电网中应用的较多的S7、S9和S11型号的变压器，空载或负载损耗都有了大幅度的降低。以S7和S11系列变压器为例，S11系列变压器在空载或负载时，损耗仅为S7系列的60%-70%左右。而新研发的SH15非晶合金变压器的损耗更是创造了新低，其空载损耗仅为硅钢片变压器的33%左右。虽然新型号的变压器在购买价格上相对较高，但其具有的超高降损的性能，可在3-4年内便可收回成本，因此具有极强的市场推广价值。其次，对变压器的容量进行优化。变压器的经济负载系数是指变压器运行效率最高，而此时对应的损耗最低。系数值需要结合有功和无功损耗进行专业计算；而在选择变压器时，可依据计算所得的变压器最佳经济运行区间的右侧选择变压器容量。
3.3 无功补偿优化设置 对于配电系统来说，减少能耗，是提高电能利用率最直接有效地无功补偿方法。
方法一，在抽油机启动柜上可安装固定的补偿电容器，对设备进行就地补偿。选择电容器时，注意容量的选择，一般来说补偿容量应小于等于电动机空载容量，采取自愈式并联方式的电容器较为合适。为进一步保障配网系统的稳定性，在启动柜上增加保护装备是极其必要的。将过电压保护器并联在电容器和电机上，可确保被保护装置在遭遇雷电时，不被过电压击穿；将自动空气开关联入电容器回路中，可保护电机不受其他故障的影响。方法二，架空配电线路的分散补偿。这种方式主要用于补偿变压器的无功功率，并对经过就地补偿的低压负荷进行再次补偿，分散补偿的原则为小容量、相对集中。方法三，自动无功补偿技术。利用该项技术，可实现对线路有功、无功变化的自动跟踪，并按照既定程序对需要进行补偿的线路自动投切不同容量的补偿电容器。现在，较为常用的技术为真空接触器控制的自动分组投切，这种方式在经济型方面极具优势。
3.4 其他措施 除以上节能措施外，还可通过电动机的节能改进、照明系统的节能改进以及谐波治理等方式方法对配电系统进行进一步优化，以减少不必要的能耗。
3.5 建设电能检测系统 节能降耗是油田企业面临的主要任务，也是企业扩大经济效益，提高市场竞争力的有效途径。油田企业应积极应对困难，采取先进、科学的措施，最大限度的降低配网系统的损耗。同时还可构建电能检测系统，利用自动化远程检测技术，对企业生产设备的耗电情况、运行情况进行实时检测，以保证企业生产系统的安全性、稳定性和经济性，为后期的技术提升、管理改进提供可靠的数据支持。
4 总结
油田企业是用电大户，由于设备性能、配网系统等各方面存在的不足，导致企业在生产过程中，用于生产的电能损耗较大，给企业带来巨大的经济损失，同时也造成了资源的浪费。如何提高电能的利用率，保障企业的安全生产，是油田企业当前面临的任务。科技是第一生产力，采用科学、先进的设备及管理方法，对于降低企业生产能耗是具有深刻意义的。
参考文献：
[1]王光明，孙照亮，石迅齐，等.靖安油田配电系统无功补偿的应用[J].中小企业管理与科技，2010（30）：261-262，240.
[2]李道敬，张水星，吕希望，等.油田配电系统能耗状况及节能措施分析[J].科学咨询，2011（19）：71.
[3]鲍兵，陈学梅，刘永苍，等.大港油田配电系统节能降耗技术措施分析[J].资源节约与环保，2009（3）：60-64.
关键词：油田；配电系统；节能降耗
1 概述
油田既是能源生产企业，也是能源消耗企业，原油的开采提升、净化处理、集中输送、脱水、注水等各个环节都需要依靠消耗电力完成。大港油田配电系统是针对油田生产，为油田的举升、注水、油气储量和输送提供动力，保证油田正常生产的能源保障。供电系统在电力输送、分配、变压等环节会不可避免的产生能耗，给企业带来经济损失的同时，还对环境造成了污染。节能降耗是提高企业经济效益，增强企业市场竞争力的有效途径，是油田企业在不改变生产量，提升自身经济效益的重要举措。
2 油田配电系统能损分析
2.1 配电能耗分析 据不完全统计，电网在配电过程中产生的能耗大约占总发电量的30%，若能采取有效的措施，降低电能损耗，将为企业节约一笔可观的成本支出。配电网电能损耗主要形式为线损和变损，线损与变损的比值约为7：3，其中影响线损的主要因素有输电线的长度、横截面积、输电电压、功率因数等因素；而变损的大小则主要与变压器的负载率、负载功率因数以及设备自身的技术性能有关。
2.2 配电系统能耗的危害 ①能耗产生热量带来的危害。线损主要是以热量的形式表现出来，由焦耳定律（Q=I2Rt），可知，输电导线在输送电能的过程中，不可避免的会产生热量造成电能的损失，当配电线路容量不足时，产生的热量很容易造成火灾的发生。这是因为，电流产生的热量升高了导线的温度，加速了导线外绝缘层的老化速度，缩短了设备和输电线的使用寿命。对于油田企业来说，配电线路中存在分支和搭接的部位较多，更是容易产生热量，引发安全事故。②配电系统能耗造成资源浪费。配电系统的能耗是电能转为无用功的部分。随着油田勘探和开采设备的技术含量越来越高，油田各环节的配电系统也在不断延伸，导致油田电网负荷出现及其不均衡的状况，增大了配电网电能损耗值，直接增大了油田企业的经济损失。若不采取合理的减排措施，将对国家能源的利用率，周围环境以及企业自身的效益产生极为严重的影响。
3 配电系统节能降耗的有效措施
3.1 配电线路的改进 首先，输电导线的选择。导线选择除考虑线损外，还应考虑输电导线的经济电路密度。导线的线损与其截面积成反比，选择截面积越大的导线，对降低能耗越有利；但截面积增大的同时，还增加了导线的成本，综合两方面因素的影响，选择经济电流密度为0.3-0.6A/mm2的导线是最为合理的。其次，电压的选择。就目前的油田生产设备来说，6kV和10kV的电压系统都可适用；就电压质量来说，10kV的系统相对于6kV的系统更具优势。当其他条件一定时，输电电压与线损电压成反比，高电压更有利于降低能耗。最后，线路运行方式的改进。线路运行方式方面，结构简单、投资少的单电源树干供电方式可靠性不高，若某一环节出现故障，则可能影响整个配电系统的运行；而环网的供电方式，利用双电源的交替供电模式，减少了故障维修器件停电时间和停电面积，有效的保障了供电系统的稳定性和持续性。
3.2 變压器的改进 首先，选择新型号节能变压器。配电网中应用的较多的S7、S9和S11型号的变压器，空载或负载损耗都有了大幅度的降低。以S7和S11系列变压器为例，S11系列变压器在空载或负载时，损耗仅为S7系列的60%-70%左右。而新研发的SH15非晶合金变压器的损耗更是创造了新低，其空载损耗仅为硅钢片变压器的33%左右。虽然新型号的变压器在购买价格上相对较高，但其具有的超高降损的性能，可在3-4年内便可收回成本，因此具有极强的市场推广价值。其次，对变压器的容量进行优化。变压器的经济负载系数是指变压器运行效率最高，而此时对应的损耗最低。系数值需要结合有功和无功损耗进行专业计算；而在选择变压器时，可依据计算所得的变压器最佳经济运行区间的右侧选择变压器容量。
3.3 无功补偿优化设置 对于配电系统来说，减少能耗，是提高电能利用率最直接有效地无功补偿方法。
方法一，在抽油机启动柜上可安装固定的补偿电容器，对设备进行就地补偿。选择电容器时，注意容量的选择，一般来说补偿容量应小于等于电动机空载容量，采取自愈式并联方式的电容器较为合适。为进一步保障配网系统的稳定性，在启动柜上增加保护装备是极其必要的。将过电压保护器并联在电容器和电机上，可确保被保护装置在遭遇雷电时，不被过电压击穿；将自动空气开关联入电容器回路中，可保护电机不受其他故障的影响。方法二，架空配电线路的分散补偿。这种方式主要用于补偿变压器的无功功率，并对经过就地补偿的低压负荷进行再次补偿，分散补偿的原则为小容量、相对集中。方法三，自动无功补偿技术。利用该项技术，可实现对线路有功、无功变化的自动跟踪，并按照既定程序对需要进行补偿的线路自动投切不同容量的补偿电容器。现在，较为常用的技术为真空接触器控制的自动分组投切，这种方式在经济型方面极具优势。
3.4 其他措施 除以上节能措施外，还可通过电动机的节能改进、照明系统的节能改进以及谐波治理等方式方法对配电系统进行进一步优化，以减少不必要的能耗。
3.5 建设电能检测系统 节能降耗是油田企业面临的主要任务，也是企业扩大经济效益，提高市场竞争力的有效途径。油田企业应积极应对困难，采取先进、科学的措施，最大限度的降低配网系统的损耗。同时还可构建电能检测系统，利用自动化远程检测技术，对企业生产设备的耗电情况、运行情况进行实时检测，以保证企业生产系统的安全性、稳定性和经济性，为后期的技术提升、管理改进提供可靠的数据支持。
4 总结
油田企业是用电大户，由于设备性能、配网系统等各方面存在的不足，导致企业在生产过程中，用于生产的电能损耗较大，给企业带来巨大的经济损失，同时也造成了资源的浪费。如何提高电能的利用率，保障企业的安全生产，是油田企业当前面临的任务。科技是第一生产力，采用科学、先进的设备及管理方法，对于降低企业生产能耗是具有深刻意义的。
参考文献：
[1]王光明，孙照亮，石迅齐，等.靖安油田配电系统无功补偿的应用[J].中小企业管理与科技，2010（30）：261-262，240.
[2]李道敬，张水星，吕希望，等.油田配电系统能耗状况及节能措施分析[J].科学咨询，2011（19）：71.
[3]鲍兵，陈学梅，刘永苍，等.大港油田配电系统节能降耗技术措施分析[J].资源节约与环保，2009（3）：60-64.