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基于油田6kv电网节能技术研究与对策的创新

来源:杂志发表网时间:2015-12-20 所属栏目:天然气工业

  

 孤岛油田6kv电网管辖范围从变电所出口到配电变压器,共有线路650公里,配电变压器2060台,整个电网分布在孤岛、河滩、孤南、垦利、垦西油田,分布面积为1200平方公里,每年的电费成本占采油厂总成本的33.3%左右,随着国家节能减排政策的落实,采油厂将6kv电网能耗分析、控制作为节能降耗研究的一个重要部分。
  1 油田6KV电网能耗组成
  油田6KV高压配电网主要用于配套原油生产的注、采、输送配电,能耗主要包括三部分:高压线路、配电变压器、低压线路,其中高压线路部分能耗受线路老化、线径、功率因素等因素影响,主要体现在线损和系统效率上;配电变压器能耗受内部结构、负载率等因素影响,主要体现在自身损耗上;低压线路受长度、线径等因素影响,主要体现在线损上。
  2 6KV电网节能技术改造方案
  2.1 高压线路节能改造
  2.1.1 优化供电半径
  由于采油厂电网建设于油田开发初期,电网设计标准普遍比较低,随着油田开发的不断深入,电网结构的供电半径长、电网负荷分布结构不合理等问题凸显,由于油井负荷比较集中,油田6KV电网的经济运行半径一般不超过10公里,目前,孤岛采油厂6KV电网供电半径大于10公里的线路有9条,最长的孤北21线长达14.9公里,电网损耗严重。近年来,通过对12条6kv重负荷、供电半径长的线路进行分流改造,共改造线路49.8公里,增加变电所出口3个,优化负荷匹配,缩短供电半径,减少电网损耗。
  2.1.2 优化选择导线线径
  随着油田勘探开发的快速发展,电力负荷日益增加,线路老化严重,电网线路线径偏小已成为影响供配电可靠性和线损高的重要因素,近几年的电网安全技术改造中,对线径小于95mm2的干线进行改造,共改造6Kv电南线、东一站线等18条线路,合计136公里,同时,对新建线路按照经济电流密度选择线径,6千伏架空线主干线线径不小于120 mm2,分支线线径95mm2。通过合理选择线路导线截面,进一步降低线损。
  2.1.3 优化配电变压器与负荷距离
  孤岛油田油井分布分散,且受地方、军马场各类工程建设的影响,部分配电变压器远离油井负荷,通过三相低压线远距离配送电,低压线路过长,线路损耗大。近年来,采油厂推出“高压线路到井场”的技术改造方案,把6KV高压线路延伸架设到油井等负荷现场,减少线路损耗,2012年共改造架设新线路12.8公里,合计节约线损12.8万kwh,节能效果明显。
  2.2 配电变压器节能改造
  2.2.1 S7型及以下高耗能变压器节能改造
  孤岛油田开发于上世纪60年代,线路上运行SL7、SJ、S7型及以下的老式配电变压器,空载损耗和负载损耗较高,运行时间长,多于1986年以前生产的变压器,老化严重,职工日常巡视维护难度大,目前采油厂电网共有此类高耗能变压器178台左右。通过资金的优化配置,按照能耗大小和运行老化年限先后进行节能更换改造,目前主要是通过更换非晶合金、S11型等节能型变压器。通过对节能变压器参数与高耗能变压器进行对比分析,S11系列节能变压器比S7系列变压器的空载损耗(铁损)平均降低71%左右,负载损耗(铜损)平均降低35%左右,能有效的降低变压器的自身损耗,达到节能降耗的目的,以提高孤岛电网经济运行水平。近年来,通过实施高耗能变压器节能改造变压器156台,节约电能约249.8万kwh,经济效益显著。
  2.2.1 配电变压器的动态减容改造
  油田电网负荷分布全局较为分散,但局部负荷又相对集中,且由于电网建设于油田开发初期,存在一台变压器带多台电机、大容量变压器带一台电机等“大马拉小车”现象,能源浪费严重。为此,对采油厂电网的配电变压器所带油井数、容量等数据进行统计分析。
  采油厂变压器容量小于50KVA的变压器为646台,只占总数的31.3%,而50KVA及以上的变压器占68.7%,这是造成采油厂变压器“大马拉小车”问题日益严峻的根源。同时由于油井的正常开关和电机更换易造成“大马拉小车”或者“小马拉大车”,能耗增大的同时易损坏变压器。为此,采油厂以单变压器对应单台油井的匹配原则,实施变压器与油井负荷动态匹配方案。一方面实施变压器减容改造,把原来带多口油井的变压器进行分负荷减容改造,一般以30KVA、50KVA变压器为主。根据油井具体负荷不同,一般分为热采井、稠油井等,功率为22KW的电机一般选择容量为20-30KVA的变压器、30KW的电机一般选择容量为30-50KVA的变压器,55 KW的电机选择50-80KVA的变压器,通过容量与负荷的优化匹配,实现配电变压器的经济运行。二是实施对油井运行和负荷的动态监控,及时根据开关井和负荷增减情况对变压器及时进行动态调换,确保变压器的经济运行。
  2.3 优化安装无功补偿装置
  近年来由于电网谐波的逐渐增大,造成油田低压配电系统的无功补偿设备几乎全部瘫痪。大量的无功电流穿越线路和变压器造成了极大的电能损失。据计算,由于输送无功产生的电能损耗,已经站到了油田6KV电网传输电能的5%以上。为此,孤岛油田针对电网及负荷运行情况,探索出高、低压补偿优化方案,其中6kv高压电网采用集中与分散相结合的自动补偿方式(见图一)。一般对于功率因数低于0.75以下的线路采用集中自动补偿,补偿点设置在无功负荷中心处,采用测量点与补偿点分开方式,实现区域性负荷的完全测量,高于0.75的线路一般选择单变压器分散补偿。3 结论
  通过以上分析,结合油田电网和负荷实际情况,一方面继续优化6kv电网节能技术改造,另一方面不断完善节能降耗管理方法,双管齐下,实现电网的安全、优质、经济运行,实现节能降耗,收到显著的经济效益和社会效益。
  参考文献:
  [1]周晓博.油田电网损耗分析及应对措施.科技传播[M].2010年16期
  [2] 李建东,苑凤军,邓平. 高耗能变压器节能技术在孤岛采油厂的应用.电气应[M] .2011年23期

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