油田10kV电力线路节能降耗分析

张宇新 党玉庆 熊殿辉

摘 要：在油田建设中，10KV的电力线路配电网在工作运行中遭受的损耗是极为严重的，节能降耗进程刻不容缓。本文优先分析了在10KV配电网中电能损耗的原因，以及对节能降耗工作开展提出的几点建议，希望能够在油田开采过程中，电力线路配电网能够延长使用寿命并达到节能降耗的行动目标。

关键词：10KV电力线路;节能降耗;措施

引言：

在我国油田进行石油开采的进程中，大多数工作都需要以电力为依托进行正常的运转，这也注定着石油开采对庞大电能需求量的依赖，为了保障油田开采的顺利实施，要对10KV的电力线路损耗问题及节能降耗措施等方向进行研究，为石油开采实现安全可靠供电奠定基础。

一、10KV电力线路配电网电能损耗的原因探究

根据调查结果和相关材料证实，在油田开采这样大规模，高强度的工作中，各设备的损耗成本都有不同程度的提高，尤其是以电力消耗占据了可控制成本中消耗最大的一项。油田动工开采期间，大部分的设备都需要电能的供给进行运作，电力在传输的过程中不可控的会被损耗一部分，究其原因可能出现在以下几个方面：首先，电能传输的载体，即电路导线的选择上存在问题，由于线路损耗与电阻是正比例的关系，如果选用线路狭窄，电阻较大的电线，就必定会造成损耗比例呈上升的趋势，降低电能传输过程中的电能数值。其次，供电设备损耗严重，尤其是支撑电能产出的配电变压器，变压器的损耗在整体的10KV配电网损耗数据中占据了80%上下。由于变压器的工作强度大，时间长，一些年限比较长久的电压器在性能上早已经出现缺漏，成为低效率且高耗能的变压器，如果油田开采方不及时更换变压器，那损耗的电量值是巨大的。然后，配电站的布点不足也是影响电能损耗的重要原因，10KV配电站偏离负荷中心，供电范围超出供电生效半径，根据电路负荷密度大小，城区配电网10KV供电半径设置在1.5km～4.0km最为适宜，低压线路的供电半径应该控制在150m～400m的区间范围内。一旦超出这个范围，脱离电力供应的生效半径，为了达到电能运输，就会大大增加导线的线路损耗程度，不仅如此，超负荷的电能传输会使得电力的标准电压达不到工作需求的正常数值，使电压质量受损。

二、10KV电力线路进行节能降耗的措施

（一）降低电线损耗

1、增大导线截面

根据线路的损耗与电阻成正比例的性质，我们可以得出对导线截面进行增加可以降低电阻，从而减少能量损耗[1]。在油田电压质量和输送容量得到保证，符合输电预期值的情况下，针对电流密度选择导线截面。在大数据的支持和实地应用考察中发现，10KV的线路损耗主要集中在电线主干线的1～2段，0.4KV低压线损主要汇聚在大负荷的回路上。所以，在电流较大的电力回路上，增加导线截面可以有效地进行节能降耗，而且可以配合缩短供电距离的方式共同进行，提高节能降耗的效果。

2、双侧环网供电

双侧环网供电的举措可以让供电质量和安全得到保障，实现节能降耗。在理论和实践的双重支撑下，我们可以得出结论：负荷功率供出相同，供电出线越多，半径越小，线路损耗才能相应的降低。当电源设置在负荷中心时，在供电的容量和电阻总值都处于等值状态下，分支线路越多，损耗的电能值就越小，但是随着分支线路平方持续走低，就应该改善单侧供电的形式，而是转向双侧环网供电。双侧环网供电降低了单侧供电线路的压力，安全性和可靠性以及电力运输质量都得到了明显的提升。

3、定期对配电网络结构进行检查

配电网络结构对电力传输的安全性和质量起到直接影响，电力部门应该定期对配电网络结构进行核查，并将发现的问题予以上报并解决。在网络结构中的问题要进行调整，来控制配电线路的电能传输半径，平衡不同线路的负荷，使得配电网的线路损耗尽量降低。缺少对线路的定期检查和解决，用电方和供电方的安全都会受到威胁。因此，定期检查线路结构网络，能够有效保证线路电能传输的经济效益和安全性能。

4、加强线路的维护和保养

除了要定期对配电网络线路结构进行检查的同时，还要对线路进行定期的维护与保养工作，避免出现阶段性和地域性的线路短路、损坏、老化等问题而导致出现停电的状况。另外，呼吁广大工作人员对线路进行监督，将某些不良人员想要偷电窃电的行为以及偷窃线路缆线的行为扼杀在摇篮之中。

5、有效使用节能设备，降低线路负荷

油田开发属于高能耗行业，开发利用可再生能能源、贯彻落实绿色低碳发展战略，有助于节能降耗目标的实现。在油田开采过程中，电力线路已经承受了很大压力，我们可以在其他设备上适当的采用节能设备，来降低电路负荷。比如采用光伏发电的形式，应用LED灯在夜间照明。LED灯的电力来源主要是依靠太阳能电池板系统供电，不需要铺设复杂管线和电缆，具有节能环保和寿命长等特性，对油田而言不仅能够环节电路负荷压力，而且是建设资源节约型和环境友好型社会的一项较好的节能降耗措施。另外，光伏发电还可以应用在油气管道阀室电源上。油田的油气管道阀室一般安装在偏远地区，想要获得稳定可靠的电源具有很大的难度。在油田设计中可利用光伏太阳能技术为油气管道阀室系统供电，既可以减少电力线路铺设的成本，降低线路负荷，又可以增加閥室供电系统的电力可行性。

（二）降低变压器损耗

1、选用分接头式配电变压器

根据理论和实践表明，电压的平方和有功的损耗在工作运行状态下是成正比例关系的，因此可以进行电压的调整来实现节能降耗的目的。为了促使这个目的的完成，可以选用分接头变压器，分接头变压器的作用是通过变压器分接头位置和低压状态下母线无功补偿装置的切容量调整，来实现对电压的控制，保证运行的电压维持在最大限度的顶端。当前阶段，针对油田开采工作的电力电压使用，可以选择SVR馈线自动调压器，如长庆油田公司第一采油厂就在进行使用，这种调压器可以保证输出的电压具有稳定性，并有着经验基础，起初SVR调压器被应用在农村和乡镇的电网上，取得了良好的社会效益。因此，在本油田开采的具体情况中，可以根据供电半径来确定调压器的安装位置。如果供电半径比较长，就可以安装在线路的1～2节，如果负荷较大，就可以将其安置在负荷集中区，通过变压器类型的采用和位置的安装来达到调节电压的目的。

2、配置无功设备

油田10KV电力输送中，无功补偿是一种值得采取的节能降损方式，在10KV母线以及10KV的配电站、台区都应该设置无功补偿设备[2]。在配电站和台区补偿容量采用的装置，一般都是动态无功补偿装置，按照变压器的20～40%的补偿容量进行补偿。自动补偿装置在正常情况下可以能根据无功负荷或功率因数的变化而变化，提高负荷的功率因数。因此，在石油开采过程中开展无功补偿管理工作是必要的，有助于提高符合功率因数，减少无功工作，进而实现降低输电损耗。

3、平衡三相负荷

通常情况下，变压器的铁损程度是一个不变量，铜损的数值随着负荷的改变而发生变化，并且与负荷的电流平方是成正比例关系。三相负荷不平衡时，负荷的损耗可以看成铁损、铜损和电流损耗之和，是处于平衡状态三倍的损耗;而当三相负荷平衡时，变压器的损耗才能达到最小的状态。所以，根据三相负荷的比例和损耗情况，工作人员对负荷进行调整分配，使得负荷状态处在趋于稳定的平衡，可以有效降低变压器的损耗。

4、推广新技术

传统的老式变压器逐渐不适应节能降耗工作的开展，油田开采的电力部门应该综合各方面因素，更换变压器的类型，采用低损耗、低噪音，具有环保节能功用的变压器，淘汰高消耗，低质量的变压器。例如非晶体合金变压器就利用非晶体合金钢片代替了传统变压器的硅钢片制造变压器的铁芯，很大程度上降低了变压器的铁损。这种变压器经过专业部门的鉴定，比常规的变压器能够降低铁损60%左右。

（三）不断完善管理制度

实现油田电力节能降耗的工作通过改良线路和变压器的设施之外，还要完善健全科学的节能管理制度，确保节能降耗工作的正常进行[3]。通过考察其他同类型同规模的石油开采公司，发现他们大多数都缺乏节能指标分析报表和相关的管理制度。基于此，我们要率先在同期企业设定节能降耗制度之前完成进度，要坚持以技能技术经济指标为工作指导，以节能管理需求为导向，制定与之配套的管理制度，如制定精细化能耗标准和规范;進行实时监测，为节能降耗提供数字化依据;提升油田工作人员的节能意识等制度管理措施。并以期后续工作对制度发展下一阶段的完善，通过制度措施保证节能降耗工作的有序进行。

结语：综上所述，油田开采工作需要大量的电能作为支撑，就目前石油开采的电能损耗趋势来看，电能依旧占据能源消耗的榜首。因此，降低油田开采过程中的电力资源消耗是经营者急需解决的首要问题，通过对线路和变压器的双重管控以及管理制度的确立可以对电能资源损耗进行控制，促进企业的经济和社会效益。

参考文献：

[1]汪圣尧，李哲，李娜.油田输配电系统电力节能降耗管理研究[J].当代化工研究，2021（19）：179-180

[2]王莹.油田10kV电力线路的节能降损[J].化学工程与装备，2021（03）：50

[3]阴更礼.油田输配电系统电力节能降耗管理研究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（11）：71-72.