油气田企业电力设备节能降耗研究

对于油气田企业，尤其是供电单位，设备管理不仅涉及到电网的规划、设计、运行和检修的各个方面，还与线路、变电、用电等部门联系密切，加强供电设备管理除了保证用户供电的可靠性，还应不断降低供电过程中电能损耗。电能损耗率的大小与系统的网络结构、运行方式、负荷大小、设备的检修质量、用电管理、计量管理、无功补偿等诸多因素有关。如何降低供电过程中的电能损耗，分析损耗产生的原因，探索加强供电设备管理的措施，是目前设备管理人员需要研究的重点课题。

1电能损耗的成因

1.1电能损耗形成

电能损耗是输电网络、配电网络损耗电量的总称，它包括技术电能损耗和管理电能损耗两部分，主要计算公式如下：（1）电能损耗电量＝供电量（输入电量）-售电量（输出电量）。（2）线损率（%）＝线损电量/供电量×100%。以某企业为例，2016年某企业年供电量13.2亿kW•h，电能损耗率为13%，通过调整电网运行方式、优化供电线路等办法，使电能损耗降到10%，一年可节电3960万kW•h，电价按0.56元/kW•h计算，1年可节省资金2217.6万元。因此，降损就是增效。降低电能损耗，可以为油气田企业带来巨大的经济效益，加强供电设备管理，应该是降能增效的主攻方向，其内在的意义重大。

1.2电能损耗及分类

（1）可变损耗：随线路、设备上通过的电流变化而变化，即和电流平方成正比，电流越大，损耗越大。（2）固定损耗：不随负荷电流的变化而变化，只要设备上接上电源，就要消耗电能，它和电压成正比。在实际运行中，一般电压变化不大，为了计算方便，这个损失常被作为一个固定值。（3）不明损耗：理论计算损失电量和实际损失电量的差值，包括漏电及电损失电量在内。

2油气田供电企业电能损耗原因分析

2.1电网结构配置

近几年随着油气田企业的生产发展,油气田企业的供电半径越来越大，供电支线越来越多，用户的供电可靠性要求越来越高，造成近电远送、迂回供电、供电半径超过规定，导线截面过细、负荷分配不均衡等情况，电网结构配置不合理，增加了电能损耗。

2.2电力设备因素

（1）无功动态补偿是降低有功损耗的有效措施，无功补偿装置存在问题，就会造成无功功率补偿不能及时投入，造成功率因数较低。无功补偿不能结合变压器负荷的实际情况进行投切，造成无功补偿效率较低、降损效果远达不到理论估算值。此外，无功补偿的分组容量和总容量的确定是一个相对复杂的优化问题，与变压器容量、负荷曲线、功率因数等因素密切相关，并涉及到电压水平问题。目前变电站均按30%容量左右来配置补偿容量不尽合理，造成部分补偿度不足、部分补偿容量过剩浪费的情况，供电电压合格率还有提升空间。（2）变压器及变电站所用变容量配置过大，使变压器空载损耗比率增加；电流互感器二次阻抗超过标准阻值，电压互感器二次压降超过规定值，引起计量误差；电能表校前合格率、准确率、轮换率达不到规定要求等原因造成的能量损耗。（3）电力设备大多属于资产性购置，前期投入成本高，经济回收期长，容易导致新型电力设备不能及时更换。以节能型变压器为例，目前国内已经开发出各种节能型的变压器，主要是降低变压器的空载损耗，但因其造价比传统变压器高出30%～80%，而将健康的高能耗变压器更换为节能变压器的经济回收期一般达到20年左右，经济回收期长，从而造成更换新型电力设备的积极性并不高，此外，部分用户有连续可靠供电的需求，不能停电等原因也造成了新型设备不能投入使用。

2.3环境因素

电力设备普遍是露天运行，由于雾霾天气造成的电晕、闪络放电现象等原因容易造成电能的损耗。电力设备能否及时有效的进行维护保养，也是影响设备的自身损耗的关键因素。

2.4管理因素

对电能损耗管理重视不够，极其容易成为电能损耗管理的薄弱环节。可从以下几个方面进行梳理，是否建立健全科学合理的设备管理制度；是否全面针对设备运行情况开展电能损耗理论计算；是否严格落实降损办法；是否定期召开电能损耗分析会议；是否对电能损耗情况进行系统全面分析；是否建立奖惩办法等，同时，电力调度与用电企业沟通制度是否建立，沟通渠道是否顺畅，能否及时提供准确的基础数据，电网调度部门对电力系统运行方式能否及时调整等，都是影响供电过程中能量的损耗增加的重要因素。

3降低油气田企业电能损耗的措施

3.1降低电能损耗的技术措施

（1）合理调整运行电压。通过调整变压器分接头、在母线上投切电力电容器等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整运行电压。因为有功损耗与电压的平方成正比关系，所以合理调整运行电压可以达到降损节电效果。（2）合理使用变压器。对所用变的损耗不可忽视。因此，降低变电站变压器的损耗对于降低整个电网的损耗效果非常明显。方法主要有：使用低损耗的新型变压器，合理配置变压器容量，将站用变运行方式调整成一台冷备用。例如，某企业现有15座35kV电压等级变电站，其中35kV等级所用变9台，6kV等级所用变21台，容量均为50kV•A，选用型号为S7、S11级别变压器站用变空载损耗年耗电情况对比见表1：从表1分析可知，采用S11系列变压器，变压器各类损耗总体可以降低40%～50%。因此，建议站用变选择节能效果更高的S11系列变压器。此外计算可知：该企业选用S7系列变压器，每年消耗的有功功率为9.36×24×365＝81993.6kW•h，按照0.7元每kW•h计算，站用变运行方式调整为冷备用后，每年可节省电费5.74万元。（3）平衡三相负荷。保持三相负荷平衡，将减少线路、配电变压器的损耗。（4）合理投入无功补偿设备（电容器），优化电网无功分配，提高功率因数（cosφ＞95%）。（5）合理选择导线截面。线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。（6）加强设备维护，防止泄漏电流。主要是定期巡视设备，及时发现、处理设备泄漏油和接头过热事故，可以减少因接头电阻过大而引起的损失，及时更换不合格的绝缘子，还应定期清扫变压器、断路器及绝缘瓷件等，利用蓄电池充放电对直流或交流负荷进行供电。（7）合理安排检修，提高检修质量。电力网按正常运行方式运行时，一般是既安全又经济，当设备检修时，正常运行方式遭到破坏，使线损增加。因此，设备检修要做到有计划，要提高检修质量，减少临时检修，缩短检修时间，推广带电检修、状态检修。（8）推广应用新技术、新设备、新材料、新工艺，降低电能损耗。例如，某变电站照明灯使用LED灯，节能效果见表2。100W节能灯价格：114元/盏，30W和20W为35元/盏。节能灯寿命3000h。年电费：每天照明按10h计算，每kW•h电0.7元。年总费用＝购置成本＋年电费。如果将变电站所有灯具全部改装成LED灯，每年耗电量只有传统灯的34%，加上维护成本，每年可节约开支14949.42元，费用是原来的30%。（9）调整负荷曲线，避免大容量设备在负荷高峰用电，移峰填谷，提高日负荷率。

3.2降低电能损耗的管理手段

（1）实行线损目标管理。实行线损目标管理责任制，签订责任书，开展达标考核，并纳入企业经济考核指标中。从而调动职工的节能积极性。例如建立小指标内部统计和考核制度，将电压合格率、电能损耗率、所用电指标纳入考核管理。（2）定期组织线损分析会，分析线损增加的原因，并制定相应措施。（3）定期对馈线电流平衡情况、三相负荷不平衡情况进行检查和调整。（4）加强计量管理，做好抄、核、收工作。用电企业及时将计量装置停运情况汇报给电量计量单位，减少电能的计量损失。（5）针对人员因素可能造成的电能损耗，可以通过强化管理来降低电能损耗。针对检维修人员不足，可以根据设备的状态，实行设备的状态检修，减少设备停电时间，降低电能损耗；针对变电站运行人员不足，可以逐步推广无人值守，即变原来的多人值班模式变为无人或少人值班运行模式，缓解人员压力；针对可能存在的计量错误，可以实行供电用户的远程抄表，避免由于人员因素造成的电能损耗。

4结论

目前，在油气田企业总体经营困难的情况下，降低企业的电能损耗可以为企业带来巨大的经济效益，通过合理的设备选型，采用节能设备和优化供电设备管理方案，有效地控制油气田企业供电过程中的无谓的电能损耗，以取得更高的经济效益。

作者:文海涛 李夫银 单位:大港油田公司