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配电网节能降耗论文

线路损耗是电力系统运行必然存在的问题,大型油田年用电量可达几十亿kW.h,按油田配电网平均损耗率9%计算,配电线路损耗可达数亿kW.h,降低1%的线损,就可以创造几千万的效益,而线损的降低和优化,是可以通过强化电容补偿系统的管理实现的。

1油田配电网线路损耗治理情况及电容补偿存在问题

1.1油田配电网线路损耗治理情况。1.1.1电容补偿降损原理。电容补偿是电力系统降低线损最有效的措施之一。线路损耗的存在,是因为电动机做功产生有功电流,同时电机及变压器的线圈在交流电作用下产生感性无功电流,当线路中安装电容性元件后,容性电流就抵消掉一部分感性电流,合成电流就明显降低。通过电容补偿可以降低近一半的运行电流,线路损耗可降至原来的1/4,效果是非常明显的。因此,电容补偿可以减少电网中无功电流的流动,有效降低线损。1.1.2配电网电容补偿现状。配电网电容补偿可分为低压补偿和高压补偿两种。低压补偿指电容安装在变压器低压母线上的补偿,高压补偿指在6(10)kV线路上安装高压电容器进行补偿的方式。电力行业现普遍实施《功率因数调整电费办法》及考核标准,对用户按高低压执行0.85-0.95的功率因数调整电费(功率因数达不到的标准的用户加收电费,对功率因数高于标准的用户相应减少电费)。1.2油田配电网电容补偿存在问题。1.2.1低压补偿。油田各大站点的配电系统在建设之初,基本都设计了低压无功自动补偿装置,但因系统电压高和谐波等原因造成了无法投入及损坏,再加上一直以来没有功率因数考核等原因,有相当数量的补偿装置基本处于退出运行状态。1.2.2高压补偿。各采油厂的线路高压补偿都是基于低压补偿不全、损坏基础上开展的,而且高压补偿标准不统一,补偿方式多种多样。主要表现在:(1)有的采油厂采用高压分散补偿,但因为用户负荷是时常变动的,这就使得分散补偿的精确计算非常困难,往往造成局部过补偿及欠补偿的问题;(2)有的采油厂采用高压集中补偿,一条线路只设1-2个补偿点,因低压未进行补偿,大量无功电流依旧在线路流动,降损效果有限;(3)高压补偿无法降低变压器的容量,变压器容量大的问题依然存在。因此,油田配电网低压补偿和高压补偿的效果并没有充分发挥,强化配电网无功补偿的节能潜力无疑是非常巨大的。如何强化电容补偿管理,以进一步降低线路损耗,使无功补偿的效果达到最优,成为我们亟待思考的问题。

2推动油田配电网节能降耗的措施与对策

2.1创新电容补偿的方法,为有效降低配电网线损提供技术支撑。根据中石化企标的相关规定,不仅仅在多油井的配电室内,在油田基本所有站点配电室的低压母线上都应该安装自动电容补偿装置。主要措施如下:(1)近年来,晶闸管和交流接触器并联结构的设计在低压补偿中得到了广泛应用,它既克服了单交流接触器无法频繁开关,又解决了纯晶闸管开关发热量大的问题;(2)因变频器的普遍使用,现在油田的低压配电室会存在一定的谐波污染,可使用在补偿电容回路中加装串联电抗器方式来抑制谐波分量,对谐波污染较严重的地点,可以采用有源滤波器,来解决谐波超值问题;(3)就油田现状来说,旧的低压补偿装置绝大多数还是可以维修再利用的,对谐波污染非常严重的地点只需新上有源滤波器即可;(4)实施低压补偿后,变压器运行电流降低,会出现容量偏大的情况,此时可以在采油厂范围内进行变压器的调整,解决“大马拉小车”的问题,减少的容量通过上报给予核减容量费,创造出更大的效益。2.2建立电容补偿的标准,为合理实施配电网电容补偿提供依据。(1)电容补偿的原则是按照“先低压后高压、低压分散高压集中”的方式进行,在用电设备低压侧充分补偿后,线路出口还是没有达到规定功率因数要求的情况下,就需要在高压侧进行补偿;(2)现阶段高压补偿宜采用集中补偿的方式,一条线路按1-3点个考虑,如表1所示:(3)低压补偿逐渐完善后应调整减少高压补偿的容量,使其仅限于补偿无法进行低压补偿的变压器产生的少量无功,实现电容补偿的良性循环。2.3完善力率电费考核系统,保障配电网电容补偿顺利进行。完善力率电费考核系统,是关系配电线路节能降耗的重要措施。在油田对各采油厂线路进行力率电费考核的前提下,采油厂应该对具备考核条件的变压器进行力率电费考核,把无功在低压侧就地消除,而不是转到高压侧进行低效补偿。如果实现了考核到位,使用不多的成本或申请投资就可以解决变压器的低压补偿问题,而无需投入大量资金进行更换。相反,即使花费大量投资进行了更换,如果不实施考核,遇到很小的电压波动或设备故障,补偿设备还会被退出运行。因此在油田对线路收取力率电费之后,再对变压器收取力率电费,完善力率电费考核系统是非常重要的。具体实施措施如下:(1)油井变压器多为野外放置、因运行条件较恶劣等原因,可以暂不考核,随着油井新型电机的应用(稀土永磁、变频拖动),油井电机的功率因数可以得到较大提高,多余的少量无功可以由配电线路安装的高压电容器进行补偿;(2)对有低压配电室(无功补偿装置可以室内运行、维护管理方便)的变压器,如联合站、接转站、注聚站、热采站、柱塞泵站、从式井站等按相关规定重点进行考核。2.4建立电容补偿的激励机制,促进配电网节能降耗措施落地。随着力率电费考核系统的完善,建立起电容补偿的激励机制,必将提高用户低压补偿的积极性,促进配电网节能降耗措施落地。具体参考管理办法如下:(1)对采油厂符合条件的变压器收取力率电费:功率因数达不到相应标准的变压器加收电费,功率因数高于标准的变压器相应减少电费;(2)分管单位协同配合:集输大队、管理区负责所属高低压配电室的功率因数达到考核标准,保证低压无功自动补偿装置运行的安全可靠,无法投入的及时维修;电力服务中心负责每条高压线路出口的功率因数达到考核标准,按规定调整线路高压补偿的容量和位置,并动态监测功率因数变化情况,适时调整线路高压补偿的容量和位置;(3)采油厂对考核情况定期公示通报讲评,避免个别单位因年初电量计划充足,不在意实际电费发生情况的现象出现。 

综上所述,通过采取配电线路和变压器力率电费的全方位考核,建立电容补偿管理激励机制等举措,能够提升油田开发用电管理水平,进一步降低线损率,推动配电网节能降耗。可为油田应对成本居高不下,实现低油价下扭亏增盈提供参考,对实现油田持续效益发展具有积极推动作用。

参考文献:

[1]姚霞著.低压TSC无功补偿装置主控器件设计及选型原则[J].电子世界,2016(16):41-42.

[2]刘新东.如何确定10kV线路分散补偿电容器容量及安装位置[J].电工技术,2000(02).

作者:于滨 戴荣东 付法栋 徐传雨 单位:中石化胜利油田石油工程技术研究院

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