油田配電網安全、環(huán)保、節(jié)能新技術研究

榮玉健，包江，孫騰

（1.新疆油田公司實驗檢測研究院；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系統(tǒng)的運作效率，必須做好節(jié)能減排工作，做好抽油機的負荷控制工作，降低其線損率，保障油田配電系統(tǒng)長期處于有效的狀態(tài)，不斷提高油田配電網系統(tǒng)的整體效益。

1 油田配電網的特點

油田配電網的功率因數比較低，存在不穩(wěn)定性的供能質量問題，其線損問題比較嚴重，這取決于油田抽油機的相關運行狀態(tài)。抽油機在油田項目中發(fā)揮著重要的作用，其運作效率直接影響油田配電網的整體功率因素。在一定周期內，抽油機的有功功率變化較大，無功功率的波動范圍比較小，這也受到油田區(qū)域氣候條件、地面調參因素等的影響，很多不利的因素會導致抽油機電動機處于負面的運動狀態(tài)，導致抽油機電動機的較低負荷率狀況，再受到單井電動機無功補償的影響，導致油區(qū)低配電系統(tǒng)功率因數過低的問題。因此，需要補償油田系統(tǒng)的無功功率，減少線損率。

2 節(jié)能方案的確定

2.1 存在的問題

某油田采油廠存在線路功率因數過低的問題，就一條線路展開電能質量測試，經過實踐，就測試數據展開有效性的分析，其電壓波動范圍在393～409V，處于正常的運行狀態(tài)，其油井變壓器的側平均功率因數處于0.3～0.4，該線路10kV出線處功率為0.63，其抽油機是三相平衡負荷，三相平衡度比較良好。存在功率因數低下的問題，產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)展開無功補償，做好諧波的治理工作。

2.2 節(jié)能環(huán)保安全方案的確定

在實際測量工作中，配電變壓器的抽油機數量及功率是不同的，其無功需求范圍的具體數據如表1。

表1 無功需求階梯趨勢狀態(tài)

第二臺和第三臺抽油機的無功功率需求比較高，需要進行無功優(yōu)化，做好協(xié)調柜的工作，以提高電能質量水平。第一臺抽油機的無功功率需求比較低，無功波動比較迅速，其整體幅度比較大，需要展開快速精細的補償，進行有源電力濾波裝置的應用，以獲得良好的功率因素。根據實際情況，進行相關節(jié)能設備的應用，如表2。

表2 節(jié)能方案設備及型號規(guī)格

3 無功補償裝置的原理與特點

為了提高電能質量，需要做好協(xié)調柜無功補償工作，實現低電壓的綜合治理及控制，實現采集系統(tǒng)電壓狀況、電流狀況、計算機三相功率狀況、功率因素狀況等的綜合性分析，根據功率因數狀況，做好電容器組投切的控制工作，進行戶外柱無功動態(tài)補償濾波裝置的應用，就系統(tǒng)電壓狀況展開計算，就系統(tǒng)三相功率狀況、功率因素狀況等展開計算。

4 油田節(jié)能應用情況

為了提高油田配網系統(tǒng)的綜合運作效益，選擇在測量線路帶一臺抽油機變壓器處，進行50A無功動態(tài)補償濾波裝置的應用，保障裝置的連續(xù)性、穩(wěn)定性運行，保障其運作狀態(tài)的穩(wěn)定性。在變壓器低壓出線處做好電能質量數據的測試工作，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

裝置應用后，系統(tǒng)無功功率降低，供電系統(tǒng)向抽油機輸送的無功功率下降到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。選擇在測量線路的另一變壓器安裝GXTRA-8000-140裝置，就抽油機的配電區(qū)展開效果嚴重，就投入運行前后的功率狀況、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

根據相應的測量數據得知，變壓器有功損耗及線路損耗大大降低，整體線損率降低，功率因數得到提高，年節(jié)省電費200多萬元，油田配電網節(jié)能環(huán)保方案的應用，不僅提高了工作過程中的安全系數，省下了較少資源的應用，大大提高了供電效率，實現了供電系統(tǒng)電能質量的提高，功率因素提高，系統(tǒng)損耗降低，電能質量得到提供，有效改善了系統(tǒng)三相不平衡問題，實現系統(tǒng)電壓質量的改善，諧波含量降低，系統(tǒng)可靠性提高，供電能力提高，功率因數提高后，線路輸送的無功電流減少，供電能力提高，也有效提高了系統(tǒng)運作壽命，通過無功補償裝備的應用，電壓合格率提高。

6 結語

為了提高油田配電網系統(tǒng)的安全性、環(huán)保性、節(jié)能性，需要就配電網所處的環(huán)境展開分析，進行無功補償設備的優(yōu)化及應用，進行無功動態(tài)補償濾波技術的應用，解決配電網功率因數低下的問題，提高系統(tǒng)的無功功率，減少輸電線路損耗狀況，以取得良好的節(jié)能效果。