大慶油田高壓輸電網(wǎng)降損技術(shù)分析

閆石（大慶油田工程有限公司）

大慶油田高壓輸電網(wǎng)降損技術(shù)分析

閆石（大慶油田工程有限公司）

目前，我國(guó)大部分高壓電力線路的建設(shè)多數(shù)還采用鑄鐵金具，鑄鐵金具為導(dǎo)磁材料，每年在金具上的電磁損耗極大，造成了大量的浪費(fèi)針對(duì)大慶油田35～110 kV輸電線路電能損耗嚴(yán)重的問(wèn)題。從原理上分析了常規(guī)鑄鐵金具與電能損耗的關(guān)系，以及節(jié)能型金具的節(jié)能原理。大慶油田宋南110 kV架空線路長(zhǎng)度20.5 km，采用節(jié)能金具后，經(jīng)驗(yàn)算和權(quán)威部門的檢測(cè)，每年可節(jié)約電能17×104kWh，約合12.67萬(wàn)元。

輸電線路；電能損耗；節(jié)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(jù)統(tǒng)計(jì)，大慶油田每年的全網(wǎng)電能損耗近2億元，除電能在傳輸過(guò)程中的線路損耗外，其絕大部分的損耗產(chǎn)生在輸電線路金具上，在國(guó)家倡導(dǎo)“節(jié)約、清潔、安全”的能源方針背景下，采用節(jié)能型金具，降低輸電線路的電能損耗勢(shì)在必行。下面，通過(guò)節(jié)能型金具的節(jié)能原理及油田工程應(yīng)用實(shí)例，分析節(jié)能型金具的節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益。

1 節(jié)能型金具的節(jié)能原理及特點(diǎn)

由鐵磁材料制成的懸垂線夾、耐張線夾、防震錘等金具與導(dǎo)線直接接觸，當(dāng)輸電線路導(dǎo)線內(nèi)的電流產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)時(shí)，就會(huì)在鐵磁材料金具中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)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(chǎn)生的交變磁場(chǎng)也會(huì)引起鐵磁材料金具內(nèi)的磁疇反復(fù)變化，隨之分子震動(dòng)加劇，分子震動(dòng)的能量源于輸電線路，鐵磁性材料金具的磁滯反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步加大了能耗，渦流損耗和電磁損耗構(gòu)成了金具的電能損耗。

當(dāng)導(dǎo)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(jié)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(jié)能金具磁導(dǎo)率為鑄鐵金具千分之一，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)亦為鑄鐵金具的千分之一，而且當(dāng)導(dǎo)體電流增大時(shí)，節(jié)能金具溫升較小，節(jié)能金具的渦流損耗和磁滯損耗增加并不明顯[2]。

節(jié)能型金具擁有良好的機(jī)械性能，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到260 MPa，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求[3]，采用新型鋁合金材料制成的節(jié)能型金具具有極強(qiáng)的抗氧化能力，而鐵磁材料金具需要通過(guò)鍍鋅才能達(dá)到耐腐蝕的性能，鍍鋅工藝是高耗能、高污染的生產(chǎn)工藝，不利節(jié)能環(huán)保。新型鋁合金材料金具的重量?jī)H為鐵磁材料金具的二分之一，從而減輕了桿塔負(fù)擔(dān)，也更便于施工安裝[4]。

2 工程應(yīng)用實(shí)例分析

以大慶油田“宋南變電站110 kV電源線路工程”為實(shí)例，以“機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所”實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行鐵磁材料鑄鐵金具與新型鋁合金材料節(jié)能型金具的損耗對(duì)比分析和經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析（表1～表3）。

表1 鑄鐵耐張線夾與節(jié)能型耐張線夾耗能試驗(yàn)對(duì)比

表2 鑄鐵懸垂線夾與節(jié)能型懸垂線夾耗能試驗(yàn)對(duì)比

表3 常規(guī)防震錘與節(jié)能型防震錘耗能試驗(yàn)對(duì)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(yùn)行電流約為200 A，設(shè)計(jì)采用懸垂線夾560個(gè)、耐張線夾120個(gè)、防震錘1200個(gè)，依據(jù)表中數(shù)據(jù)，采用節(jié)能型金具降低損耗為19.5 kW，共計(jì)節(jié)省電量17×104kWh，電價(jià)按0.75元/kWh計(jì)算，每年節(jié)約電費(fèi)12.67萬(wàn)元。

與常規(guī)金具相比，節(jié)能金具制造成本較高，增加項(xiàng)目投資28.8萬(wàn)元。但從節(jié)能效果來(lái)看，每年節(jié)約電費(fèi)12.67萬(wàn)元，兩年將能收回投資成本，并在以后的運(yùn)行使用當(dāng)中，通過(guò)節(jié)能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

采用結(jié)構(gòu)合理、施工方便的節(jié)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(wǎng)線路建設(shè)的必然趨勢(shì)，節(jié)能型金具在工程中的應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)性，顯著的節(jié)能效果，將會(huì)為大慶油田在原油生產(chǎn)建設(shè)中節(jié)約大量能源，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。目前，由于材料生產(chǎn)工藝水平的限制，節(jié)能型金具中緊固導(dǎo)線用的螺栓件仍采用鋼制件，節(jié)能型金具的電能損耗主要來(lái)源于這些鋼制件[5]，但是隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，不足之處都將隨之解決?？傊?，節(jié)能型金具良好的節(jié)能效果、較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性將使其廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。

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

[2]林英，應(yīng)偉國(guó).輸電線路節(jié)能金具的應(yīng)用[J].浙江電力.2008（4）：41-43.

[3]趙保勝.無(wú)磁球鐵線路金具的推廣及應(yīng)用[J].農(nóng)村電工，1998（8）：15.

[4]徐乃管.論節(jié)能金具的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[C]//2006年工業(yè)企業(yè)節(jié)能技術(shù)研討會(huì)論文集.北京：中國(guó)電力出版社，2006：30-32.

[5]宋寧寧，王景朝，嚴(yán)行建.高效節(jié)能系列電力金具的研制與應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010（9）：34-37.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.11.005

閆石，高級(jí)工程師，1987年畢業(yè)于吉林工學(xué)院（電氣自動(dòng)化專業(yè)），從事油田電力設(shè)計(jì)工作，E-mail：yanshi@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)大慶油田工程有限公司，163712。

2017-06-05

（編輯 沙力妮）