配網自動化技術在油田配電網的應用分析

李鴻民

摘 要：油田的生產開發對電的依賴性很強，電力線路供電可靠性和質量成為配電網的重點。由于油田滾動開發的原因，配電網點多面廣，結構薄弱，供電可靠性低，運行維護困難，電工勞動強度大，生產成本較高。該文通過分析某油田應用情況，提出了存在的問題和改進建議。

關鍵詞：配網自動化 方案 改進

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（b）-0033-02

1 配網自動化系統概述

1.1 配網自動化

配網自動化技術是指利用現代電子、通信、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網正常及事故情況下的監測、保護數據、狀態信息完整準確地傳輸給電力調度，為電力調度科學、合理調整運行方式提供技術支持。

1.2 配網自動化實現的目標

配網自動化實現的目標可以歸納為：提高電網供電可靠性，切實提高電能質量，確保不間斷優質供電；提高電網整體供電能力；實現配電管理自動化，對管理過程提供信息支持；改善服務，提高管理水平和勞動生產率；減少運行維護費用和各種損耗，實現配電網經濟運行。

2 油田電網現狀及問題

2.1 電網現狀

某油田電力系統從20世紀70年代開始，截止目前，建成110 kV變電站3座，主變壓器總容量239 MVA；35 kV變電站6座，變壓器總容量148.6 MVA；35 kV開關站2座；建成輸配電線路97條，線路總長約1 200 km，總計安裝配電變壓器2 137臺，形成了以110 kV、35 kV、輸變電和35 kV、6（10）kV配電網的全天候供配電電網。

2.2 存在問題

某油田配電網目前存在以下不足：（1）油井線路負荷分配不均衡，部分線路負荷輕重不均。由于產能建設的需要，每年均要投產約100多口新井，這些新投產的油井不是按油井線路均勻投入的，造成有的線路負荷輕，有的線路負荷重，負荷分配不均。（2）單一線路輻射過長，帶油井變壓器過多。油井線路從初建至今已將近40年，這些線路發展到今天，雖然經過一些調整，但是有的線路還是帶油井變壓器過多，這樣造成線路故障率高，一條線路跳閘，造成多口油井停產，嚴重影響原油產量。

3 油田配電網自動化方案及設備功能

3.1 配網自動化方案

提高配網供電可靠性和自動化程度，要有一個適合油田電網特點的方案，這樣才能充分發揮其效益。因此，針對油田特點采用以下方案。

一是在油井線路主干線、大分支上安裝柱上斷路器（重合器）；二是將相鄰線路進行延伸，架設幾檔連在一起，形成環網供電，開環運行。通過分支、分段、聯絡柱上斷路器的配合，實現多條線路分段、環網供電，減少故障停電次數和時間，自動實現故障隔離，減少停電范圍。同時要滿足便于檢修和日常維護，實現非故障區域的恢復供電。實時監測，改善電壓質量，優化網絡結構和無功配置，降低電能損耗，對配電設備進行優化管理，提高供電設備利用率，提高供電能力。如圖1所示，以變電站為單位，構成6～35 kV配網自動化系統，其主要設備：6～10 kV線路柱上斷路器（重合器）、35 kV線路柱上斷路器、35 kV線路負荷開關、通訊網絡及站內后臺系統。

3.2 配網自動化系統設備功能

在6～35 kV配網，1條配電線路上實現分支線路故障自動隔離功能。故障時僅將故障段隔離，非故障段正常運行。即：分支下端出現故障只有分支柱上斷路器（重合器）保護動作跳閘，不影響主干線路供電。

6（10）kV配網自動化系統能夠滿足100 ms內實現3級速斷、過流保護的精確配合，永久性故障加速跳閘并閉鎖。

35 kV配網自動化系統能夠滿足150 ms內實現3級速斷、過流保護的精確配合，永久性故障加速跳閘并閉鎖。

后臺系統負責監控各斷路器（重合器）及控制器的各種信息，實現遙測、遙信、遙控、遙調功能，構成完整的配網自動化系統。

4 配網自動化應用效果

通過配網自動化技術在油田油井線路中的應用，從近兩年的運行情況看效果是非常顯著的。一是油井線路的故障跳閘次數大幅下降，由以前年故障跳閘次數一百五六十次減少到現在的每年四五十次；二是油井線路故障跳閘影響范圍大幅減少，改變了以往一點故障影響整條線路供電的局面；三是油井線路故障影響時間大幅縮短，故障處理方便、快捷，職工勞動強度大大降低；四是電網結構更加科學、合理，易于調控。總之，配網自動化技術在油井配電線路中的應用，能夠提高油井線路供電的可靠性和供電質量，同時又能降低運行維護成本，保證了電網經濟、安全運行，其經濟效益、社會效益顯著。

5 不足及改進建議

配網自動化系統設備質量的好壞決定著其功能能否可靠實現。筆者通過某油田實施配網自動化技術近兩年的運行情況分析，主要存在以下問題：一是隔離開關，此開關是三極聯動機構，運行操作過程中其傳動桿易發生變形，強度不夠，造成分、合閘不到位現象。建議生產廠家進行改進，選用強度大的傳動桿，確保分、合閘到位；二是斷路器控制器，控制器是整個系統的關鍵設備，由于該控制器需在野外電桿上安裝，運行環境惡劣，生產廠家考慮到為防止外力破壞，將微機保護裝置和通信模塊安裝于一個封閉的箱體內，這樣散熱就成了控制器的薄弱環節。通過測試，夏天控制器內溫度高達六七十度，電子產品在這樣的運行環境下工作，會大大降低其使用壽命，并且會由于過熱造成誤動或不動。因此，建議生產廠家優化改進設計方案，既兼顧防外力破壞的同時，又能解決散熱問題，選用質量上乘、可靠的電子元器件；三是通訊傳輸問題，目前該系統是通過控制器上安裝的一套基于GPRS無線通訊模塊，依靠無線網絡作為數據傳輸途徑，將各斷路器數據、開關狀態傳輸至變電站后臺，由于受公用移動網絡的影響，會發生數據或操作指令傳輸滯后現象。因此，建議采用架設光纖的方式實現專用數據傳輸途徑，雖然建設成本高，但是可靠性、時效性將大大提高。當前油井信息化建設正在實施，光纜將敷設到每口油井，我們可以借助已敷設的光纜進行小的改造，形成資源共享，切實提高配網自動化的可靠性。

參考文獻

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