油田配電網(wǎng)安全、環(huán)保、節(jié)能新技術(shù)研究

榮玉健，包江，孫騰

（1.新疆油田公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院；2.新疆油田公司采油一廠，新疆 克拉瑪依 834000）

為了提高油田配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作效率，必須做好節(jié)能減排工作，做好抽油機(jī)的負(fù)荷控制工作，降低其線損率，保障油田配電系統(tǒng)長(zhǎng)期處于有效的狀態(tài)，不斷提高油田配電網(wǎng)系統(tǒng)的整體效益。

1 油田配電網(wǎng)的特點(diǎn)

油田配電網(wǎng)的功率因數(shù)比較低，存在不穩(wěn)定性的供能質(zhì)量問(wèn)題，其線損問(wèn)題比較嚴(yán)重，這取決于油田抽油機(jī)的相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)。抽油機(jī)在油田項(xiàng)目中發(fā)揮著重要的作用，其運(yùn)作效率直接影響油田配電網(wǎng)的整體功率因素。在一定周期內(nèi)，抽油機(jī)的有功功率變化較大，無(wú)功功率的波動(dòng)范圍比較小，這也受到油田區(qū)域氣候條件、地面調(diào)參因素等的影響，很多不利的因素會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)處于負(fù)面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的較低負(fù)荷率狀況，再受到單井電動(dòng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠绊懀瑢?dǎo)致油區(qū)低配電系統(tǒng)功率因數(shù)過(guò)低的問(wèn)題。因此，需要補(bǔ)償油田系統(tǒng)的無(wú)功功率，減少線損率。

2 節(jié)能方案的確定

2.1 存在的問(wèn)題

某油田采油廠存在線路功率因數(shù)過(guò)低的問(wèn)題，就一條線路展開電能質(zhì)量測(cè)試，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，就測(cè)試數(shù)據(jù)展開有效性的分析，其電壓波動(dòng)范圍在393～409V，處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，其油井變壓器的側(cè)平均功率因數(shù)處于0.3～0.4，該線路10kV出線處功率為0.63，其抽油機(jī)是三相平衡負(fù)荷，三相平衡度比較良好。存在功率因數(shù)低下的問(wèn)題，產(chǎn)生了一系列的電能損耗，系統(tǒng)含有一定量的諧波，需要就供配電系統(tǒng)展開無(wú)功補(bǔ)償，做好諧波的治理工作。

2.2 節(jié)能環(huán)保安全方案的確定

在實(shí)際測(cè)量工作中，配電變壓器的抽油機(jī)數(shù)量及功率是不同的，其無(wú)功需求范圍的具體數(shù)據(jù)如表1。

表1 無(wú)功需求階梯趨勢(shì)狀態(tài)

第二臺(tái)和第三臺(tái)抽油機(jī)的無(wú)功功率需求比較高，需要進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化，做好協(xié)調(diào)柜的工作，以提高電能質(zhì)量水平。第一臺(tái)抽油機(jī)的無(wú)功功率需求比較低，無(wú)功波動(dòng)比較迅速，其整體幅度比較大，需要展開快速精細(xì)的補(bǔ)償，進(jìn)行有源電力濾波裝置的應(yīng)用，以獲得良好的功率因素。根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行相關(guān)節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用，如表2。

表2 節(jié)能方案設(shè)備及型號(hào)規(guī)格

3 無(wú)功補(bǔ)償裝置的原理與特點(diǎn)

為了提高電能質(zhì)量，需要做好協(xié)調(diào)柜無(wú)功補(bǔ)償工作，實(shí)現(xiàn)低電壓的綜合治理及控制，實(shí)現(xiàn)采集系統(tǒng)電壓狀況、電流狀況、計(jì)算機(jī)三相功率狀況、功率因素狀況等的綜合性分析，根據(jù)功率因數(shù)狀況，做好電容器組投切的控制工作，進(jìn)行戶外柱無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波裝置的應(yīng)用，就系統(tǒng)電壓狀況展開計(jì)算，就系統(tǒng)三相功率狀況、功率因素狀況等展開計(jì)算。

4 油田節(jié)能應(yīng)用情況

為了提高油田配網(wǎng)系統(tǒng)的綜合運(yùn)作效益，選擇在測(cè)量線路帶一臺(tái)抽油機(jī)變壓器處，進(jìn)行50A無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波裝置的應(yīng)用，保障裝置的連續(xù)性、穩(wěn)定性運(yùn)行，保障其運(yùn)作狀態(tài)的穩(wěn)定性。在變壓器低壓出線處做好電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的測(cè)試工作，分析其相電壓、相電流變化情況，如圖1～3所示。

圖1 功率變化曲線1

裝置應(yīng)用后，系統(tǒng)無(wú)功功率降低，供電系統(tǒng)向抽油機(jī)輸送的無(wú)功功率下降到2kvar左右。功率因素得到提高，裝置投入后平均功率因數(shù)提高到0.99以上，系統(tǒng)電流得到降低，B相電流降低到14A，無(wú)論是輸電線路還是變壓器的電能損耗都得到了極大的改善。選擇在測(cè)量線路的另一變壓器安裝GXTRA-8000-140裝置，就抽油機(jī)的配電區(qū)展開效果嚴(yán)重，就投入運(yùn)行前后的功率狀況、相電壓狀況、相電流變化情況等展開分析。

圖2 功率因數(shù)變化曲線1

圖3 相電壓、相電流變化曲線1

5 節(jié)能效果分析

根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)得知，變壓器有功損耗及線路損耗大大降低，整體線損率降低，功率因數(shù)得到提高，年節(jié)省電費(fèi)200多萬(wàn)元，油田配電網(wǎng)節(jié)能環(huán)保方案的應(yīng)用，不僅提高了工作過(guò)程中的安全系數(shù)，省下了較少資源的應(yīng)用，大大提高了供電效率，實(shí)現(xiàn)了供電系統(tǒng)電能質(zhì)量的提高，功率因素提高，系統(tǒng)損耗降低，電能質(zhì)量得到提供，有效改善了系統(tǒng)三相不平衡問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓質(zhì)量的改善，諧波含量降低，系統(tǒng)可靠性提高，供電能力提高，功率因數(shù)提高后，線路輸送的無(wú)功電流減少，供電能力提高，也有效提高了系統(tǒng)運(yùn)作壽命，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償裝備的應(yīng)用，電壓合格率提高。

6 結(jié)語(yǔ)

為了提高油田配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、環(huán)保性、節(jié)能性，需要就配電網(wǎng)所處的環(huán)境展開分析，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化及應(yīng)用，進(jìn)行無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波技術(shù)的應(yīng)用，解決配電網(wǎng)功率因數(shù)低下的問(wèn)題，提高系統(tǒng)的無(wú)功功率，減少輸電線路損耗狀況，以取得良好的節(jié)能效果。