油氣田企業電力設備節能降耗研究
時間:2022-09-15 10:51:19
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對于油氣田企業,尤其是供電單位,設備管理不僅涉及到電網的規劃、設計、運行和檢修的各個方面,還與線路、變電、用電等部門聯系密切,加強供電設備管理除了保證用戶供電的可靠性,還應不斷降低供電過程中電能損耗。電能損耗率的大小與系統的網絡結構、運行方式、負荷大小、設備的檢修質量、用電管理、計量管理、無功補償等諸多因素有關。如何降低供電過程中的電能損耗,分析損耗產生的原因,探索加強供電設備管理的措施,是目前設備管理人員需要研究的重點課題。
1電能損耗的成因
1.1電能損耗形成
電能損耗是輸電網絡、配電網絡損耗電量的總稱,它包括技術電能損耗和管理電能損耗兩部分,主要計算公式如下:(1)電能損耗電量=供電量(輸入電量)-售電量(輸出電量)。(2)線損率(%)=線損電量/供電量×100%。以某企業為例,2016年某企業年供電量13.2億kW•h,電能損耗率為13%,通過調整電網運行方式、優化供電線路等辦法,使電能損耗降到10%,一年可節電3960萬kW•h,電價按0.56元/kW•h計算,1年可節省資金2217.6萬元。因此,降損就是增效。降低電能損耗,可以為油氣田企業帶來巨大的經濟效益,加強供電設備管理,應該是降能增效的主攻方向,其內在的意義重大。
1.2電能損耗及分類
(1)可變損耗:隨線路、設備上通過的電流變化而變化,即和電流平方成正比,電流越大,損耗越大。(2)固定損耗:不隨負荷電流的變化而變化,只要設備上接上電源,就要消耗電能,它和電壓成正比。在實際運行中,一般電壓變化不大,為了計算方便,這個損失常被作為一個固定值。(3)不明損耗:理論計算損失電量和實際損失電量的差值,包括漏電及電損失電量在內。
2油氣田供電企業電能損耗原因分析
2.1電網結構配置
近幾年隨著油氣田企業的生產發展,油氣田企業的供電半徑越來越大,供電支線越來越多,用戶的供電可靠性要求越來越高,造成近電遠送、迂回供電、供電半徑超過規定,導線截面過細、負荷分配不均衡等情況,電網結構配置不合理,增加了電能損耗。
2.2電力設備因素
(1)無功動態補償是降低有功損耗的有效措施,無功補償裝置存在問題,就會造成無功功率補償不能及時投入,造成功率因數較低。無功補償不能結合變壓器負荷的實際情況進行投切,造成無功補償效率較低、降損效果遠達不到理論估算值。此外,無功補償的分組容量和總容量的確定是一個相對復雜的優化問題,與變壓器容量、負荷曲線、功率因數等因素密切相關,并涉及到電壓水平問題。目前變電站均按30%容量左右來配置補償容量不盡合理,造成部分補償度不足、部分補償容量過剩浪費的情況,供電電壓合格率還有提升空間。(2)變壓器及變電站所用變容量配置過大,使變壓器空載損耗比率增加;電流互感器二次阻抗超過標準阻值,電壓互感器二次壓降超過規定值,引起計量誤差;電能表校前合格率、準確率、輪換率達不到規定要求等原因造成的能量損耗。(3)電力設備大多屬于資產性購置,前期投入成本高,經濟回收期長,容易導致新型電力設備不能及時更換。以節能型變壓器為例,目前國內已經開發出各種節能型的變壓器,主要是降低變壓器的空載損耗,但因其造價比傳統變壓器高出30%~80%,而將健康的高能耗變壓器更換為節能變壓器的經濟回收期一般達到20年左右,經濟回收期長,從而造成更換新型電力設備的積極性并不高,此外,部分用戶有連續可靠供電的需求,不能停電等原因也造成了新型設備不能投入使用。
2.3環境因素
電力設備普遍是露天運行,由于霧霾天氣造成的電暈、閃絡放電現象等原因容易造成電能的損耗。電力設備能否及時有效的進行維護保養,也是影響設備的自身損耗的關鍵因素。
2.4管理因素
對電能損耗管理重視不夠,極其容易成為電能損耗管理的薄弱環節。可從以下幾個方面進行梳理,是否建立健全科學合理的設備管理制度;是否全面針對設備運行情況開展電能損耗理論計算;是否嚴格落實降損辦法;是否定期召開電能損耗分析會議;是否對電能損耗情況進行系統全面分析;是否建立獎懲辦法等,同時,電力調度與用電企業溝通制度是否建立,溝通渠道是否順暢,能否及時提供準確的基礎數據,電網調度部門對電力系統運行方式能否及時調整等,都是影響供電過程中能量的損耗增加的重要因素。
3降低油氣田企業電能損耗的措施
3.1降低電能損耗的技術措施
(1)合理調整運行電壓。通過調整變壓器分接頭、在母線上投切電力電容器等手段,在保證電壓質量的基礎上適度地調整運行電壓。因為有功損耗與電壓的平方成正比關系,所以合理調整運行電壓可以達到降損節電效果。(2)合理使用變壓器。對所用變的損耗不可忽視。因此,降低變電站變壓器的損耗對于降低整個電網的損耗效果非常明顯。方法主要有:使用低損耗的新型變壓器,合理配置變壓器容量,將站用變運行方式調整成一臺冷備用。例如,某企業現有15座35kV電壓等級變電站,其中35kV等級所用變9臺,6kV等級所用變21臺,容量均為50kV•A,選用型號為S7、S11級別變壓器站用變空載損耗年耗電情況對比見表1:從表1分析可知,采用S11系列變壓器,變壓器各類損耗總體可以降低40%~50%。因此,建議站用變選擇節能效果更高的S11系列變壓器。此外計算可知:該企業選用S7系列變壓器,每年消耗的有功功率為9.36×24×365=81993.6kW•h,按照0.7元每kW•h計算,站用變運行方式調整為冷備用后,每年可節省電費5.74萬元。(3)平衡三相負荷。保持三相負荷平衡,將減少線路、配電變壓器的損耗。(4)合理投入無功補償設備(電容器),優化電網無功分配,提高功率因數(cosφ>95%)。(5)合理選擇導線截面。線路的能量損耗同電阻成正比,增大導線截面可以減少能量損耗。(6)加強設備維護,防止泄漏電流。主要是定期巡視設備,及時發現、處理設備泄漏油和接頭過熱事故,可以減少因接頭電阻過大而引起的損失,及時更換不合格的絕緣子,還應定期清掃變壓器、斷路器及絕緣瓷件等,利用蓄電池充放電對直流或交流負荷進行供電。(7)合理安排檢修,提高檢修質量。電力網按正常運行方式運行時,一般是既安全又經濟,當設備檢修時,正常運行方式遭到破壞,使線損增加。因此,設備檢修要做到有計劃,要提高檢修質量,減少臨時檢修,縮短檢修時間,推廣帶電檢修、狀態檢修。(8)推廣應用新技術、新設備、新材料、新工藝,降低電能損耗。例如,某變電站照明燈使用LED燈,節能效果見表2。100W節能燈價格:114元/盞,30W和20W為35元/盞。節能燈壽命3000h。年電費:每天照明按10h計算,每kW•h電0.7元。年總費用=購置成本+年電費。如果將變電站所有燈具全部改裝成LED燈,每年耗電量只有傳統燈的34%,加上維護成本,每年可節約開支14949.42元,費用是原來的30%。(9)調整負荷曲線,避免大容量設備在負荷高峰用電,移峰填谷,提高日負荷率。
3.2降低電能損耗的管理手段
(1)實行線損目標管理。實行線損目標管理責任制,簽訂責任書,開展達標考核,并納入企業經濟考核指標中。從而調動職工的節能積極性。例如建立小指標內部統計和考核制度,將電壓合格率、電能損耗率、所用電指標納入考核管理。(2)定期組織線損分析會,分析線損增加的原因,并制定相應措施。(3)定期對饋線電流平衡情況、三相負荷不平衡情況進行檢查和調整。(4)加強計量管理,做好抄、核、收工作。用電企業及時將計量裝置停運情況匯報給電量計量單位,減少電能的計量損失。(5)針對人員因素可能造成的電能損耗,可以通過強化管理來降低電能損耗。針對檢維修人員不足,可以根據設備的狀態,實行設備的狀態檢修,減少設備停電時間,降低電能損耗;針對變電站運行人員不足,可以逐步推廣無人值守,即變原來的多人值班模式變為無人或少人值班運行模式,緩解人員壓力;針對可能存在的計量錯誤,可以實行供電用戶的遠程抄表,避免由于人員因素造成的電能損耗。
4結論
目前,在油氣田企業總體經營困難的情況下,降低企業的電能損耗可以為企業帶來巨大的經濟效益,通過合理的設備選型,采用節能設備和優化供電設備管理方案,有效地控制油氣田企業供電過程中的無謂的電能損耗,以取得更高的經濟效益。
作者:文海濤 李夫銀 單位:大港油田公司
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