大慶油田高壓輸電網降損技術分析

閆石（大慶油田工程有限公司）

大慶油田高壓輸電網降損技術分析

閆石（大慶油田工程有限公司）

目前，我國大部分高壓電力線路的建設多數還采用鑄鐵金具，鑄鐵金具為導磁材料，每年在金具上的電磁損耗極大，造成了大量的浪費針對大慶油田35～110 kV輸電線路電能損耗嚴重的問題。從原理上分析了常規鑄鐵金具與電能損耗的關系，以及節能型金具的節能原理。大慶油田宋南110 kV架空線路長度20.5 km，采用節能金具后，經驗算和權威部門的檢測，每年可節約電能17×104kWh，約合12.67萬元。

輸電線路；電能損耗；節能型金具

目前，大慶油田35～110 kV輸電線路基本全部采用鐵磁性材料制成的鑄鐵金具。據統計，大慶油田每年的全網電能損耗近2億元，除電能在傳輸過程中的線路損耗外，其絕大部分的損耗產生在輸電線路金具上，在國家倡導“節約、清潔、安全”的能源方針背景下，采用節能型金具，降低輸電線路的電能損耗勢在必行。下面，通過節能型金具的節能原理及油田工程應用實例，分析節能型金具的節能效果及經濟效益。

1 節能型金具的節能原理及特點

由鐵磁材料制成的懸垂線夾、耐張線夾、防震錘等金具與導線直接接觸，當輸電線路導線內的電流產生交變的磁場時，就會在鐵磁材料金具中產生感應電動勢，進而產生渦流[1]，電能最終以電阻耗熱的形式被損失掉，輸電線路產生的交變磁場也會引起鐵磁材料金具內的磁疇反復變化，隨之分子震動加劇，分子震動的能量源于輸電線路，鐵磁性材料金具的磁滯反過來又進一步加大了能耗，渦流損耗和電磁損耗構成了金具的電能損耗。

當導體電流增大，鐵磁材料金具溫度隨之上升，磁滯損耗將隨磁通密度的1.8次方上升，渦流損耗將隨磁通密度2次方上升，電能損耗也就隨之大幅增加。節能型金具采用新型鋁合金材料制成，為非磁性材料，與鐵磁材料金具相比較，新型鋁合金材料制成的節能金具磁導率為鑄鐵金具千分之一，產生的感應電動勢亦為鑄鐵金具的千分之一，而且當導體電流增大時，節能金具溫升較小，節能金具的渦流損耗和磁滯損耗增加并不明顯[2]。

節能型金具擁有良好的機械性能，抗拉強度可達到260 MPa，滿足相關標準的要求[3]，采用新型鋁合金材料制成的節能型金具具有極強的抗氧化能力，而鐵磁材料金具需要通過鍍鋅才能達到耐腐蝕的性能，鍍鋅工藝是高耗能、高污染的生產工藝，不利節能環保。新型鋁合金材料金具的重量僅為鐵磁材料金具的二分之一，從而減輕了桿塔負擔，也更便于施工安裝[4]。

2 工程應用實例分析

以大慶油田“宋南變電站110 kV電源線路工程”為實例，以“機械工業北京電工技術經濟研究所”實際檢測數據為基礎，進行鐵磁材料鑄鐵金具與新型鋁合金材料節能型金具的損耗對比分析和經濟性對比分析（表1～表3）。

表1 鑄鐵耐張線夾與節能型耐張線夾耗能試驗對比

表2 鑄鐵懸垂線夾與節能型懸垂線夾耗能試驗對比

表3 常規防震錘與節能型防震錘耗能試驗對比

大慶油田宋南變電站110 kV電源線路工程新建線路20.5 km，運行電流約為200 A，設計采用懸垂線夾560個、耐張線夾120個、防震錘1200個，依據表中數據，采用節能型金具降低損耗為19.5 kW，共計節省電量17×104kWh，電價按0.75元/kWh計算，每年節約電費12.67萬元。

與常規金具相比，節能金具制造成本較高，增加項目投資28.8萬元。但從節能效果來看，每年節約電費12.67萬元，兩年將能收回投資成本，并在以后的運行使用當中，通過節能創造巨大的經濟效益。

3 結論

采用結構合理、施工方便的節能型金具代替高能耗、粗大笨重的老式金具已成為大慶油田主網線路建設的必然趨勢，節能型金具在工程中的應用具有良好的經濟性，顯著的節能效果，將會為大慶油田在原油生產建設中節約大量能源，創造出可觀的經濟價值和社會價值。目前，由于材料生產工藝水平的限制，節能型金具中緊固導線用的螺栓件仍采用鋼制件，節能型金具的電能損耗主要來源于這些鋼制件[5]，但是隨著科學技術進步，不足之處都將隨之解決。總之，節能型金具良好的節能效果、較強的經濟性將使其廣泛應用于電力系統中。

[1]廖耀發.大學物理（上冊）[M].武漢：武漢大學出版社，2001：58-65.

[2]林英，應偉國.輸電線路節能金具的應用[J].浙江電力.2008（4）：41-43.

[3]趙保勝.無磁球鐵線路金具的推廣及應用[J].農村電工，1998（8）：15.

[4]徐乃管.論節能金具的開發與應用[C]//2006年工業企業節能技術研討會論文集.北京：中國電力出版社，2006：30-32.

[5]宋寧寧，王景朝，嚴行建.高效節能系列電力金具的研制與應用[J].電網與清潔能源，2010（9）：34-37.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.11.005

閆石，高級工程師，1987年畢業于吉林工學院（電氣自動化專業），從事油田電力設計工作，E-mail：yanshi@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區大慶油田工程有限公司，163712。

2017-06-05

（編輯 沙力妮）