油氣田企業(yè)電力設(shè)備節(jié)能降耗研究
時(shí)間:2022-09-15 10:51:19
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對(duì)于油氣田企業(yè),尤其是供電單位,設(shè)備管理不僅涉及到電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和檢修的各個(gè)方面,還與線路、變電、用電等部門聯(lián)系密切,加強(qiáng)供電設(shè)備管理除了保證用戶供電的可靠性,還應(yīng)不斷降低供電過(guò)程中電能損耗。電能損耗率的大小與系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、負(fù)荷大小、設(shè)備的檢修質(zhì)量、用電管理、計(jì)量管理、無(wú)功補(bǔ)償?shù)戎T多因素有關(guān)。如何降低供電過(guò)程中的電能損耗,分析損耗產(chǎn)生的原因,探索加強(qiáng)供電設(shè)備管理的措施,是目前設(shè)備管理人員需要研究的重點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)損耗電量的總稱,它包括技術(shù)電能損耗和管理電能損耗兩部分,主要計(jì)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(yè)為例,2016年某企業(yè)年供電量13.2億kW•h,電能損耗率為13%,通過(guò)調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式、優(yōu)化供電線路等辦法,使電能損耗降到10%,一年可節(jié)電3960萬(wàn)kW•h,電價(jià)按0.56元/kW•h計(jì)算,1年可節(jié)省資金2217.6萬(wàn)元。因此,降損就是增效。降低電能損耗,可以為油氣田企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益,加強(qiáng)供電設(shè)備管理,應(yīng)該是降能增效的主攻方向,其內(nèi)在的意義重大。
1.2電能損耗及分類
(1)可變損耗:隨線路、設(shè)備上通過(guò)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(fù)荷電流的變化而變化,只要設(shè)備上接上電源,就要消耗電能,它和電壓成正比。在實(shí)際運(yùn)行中,一般電壓變化不大,為了計(jì)算方便,這個(gè)損失常被作為一個(gè)固定值。(3)不明損耗:理論計(jì)算損失電量和實(shí)際損失電量的差值,包括漏電及電損失電量在內(nèi)。
2油氣田供電企業(yè)電能損耗原因分析
2.1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)配置
近幾年隨著油氣田企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展,油氣田企業(yè)的供電半徑越來(lái)越大,供電支線越來(lái)越多,用戶的供電可靠性要求越來(lái)越高,造成近電遠(yuǎn)送、迂回供電、供電半徑超過(guò)規(guī)定,導(dǎo)線截面過(guò)細(xì)、負(fù)荷分配不均衡等情況,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)配置不合理,增加了電能損耗。
2.2電力設(shè)備因素
(1)無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是降低有功損耗的有效措施,無(wú)功補(bǔ)償裝置存在問(wèn)題,就會(huì)造成無(wú)功功率補(bǔ)償不能及時(shí)投入,造成功率因數(shù)較低。無(wú)功補(bǔ)償不能結(jié)合變壓器負(fù)荷的實(shí)際情況進(jìn)行投切,造成無(wú)功補(bǔ)償效率較低、降損效果遠(yuǎn)達(dá)不到理論估算值。此外,無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆纸M容量和總?cè)萘康拇_定是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題,與變壓器容量、負(fù)荷曲線、功率因數(shù)等因素密切相關(guān),并涉及到電壓水平問(wèn)題。目前變電站均按30%容量左右來(lái)配置補(bǔ)償容量不盡合理,造成部分補(bǔ)償度不足、部分補(bǔ)償容量過(guò)剩浪費(fèi)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?nèi)萘颗渲眠^(guò)大,使變壓器空載損耗比率增加;電流互感器二次阻抗超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)阻值,電壓互感器二次壓降超過(guò)規(guī)定值,引起計(jì)量誤差;電能表校前合格率、準(zhǔn)確率、輪換率達(dá)不到規(guī)定要求等原因造成的能量損耗。(3)電力設(shè)備大多屬于資產(chǎn)性購(gòu)置,前期投入成本高,經(jīng)濟(jì)回收期長(zhǎng),容易導(dǎo)致新型電力設(shè)備不能及時(shí)更換。以節(jié)能型變壓器為例,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種節(jié)能型的變壓器,主要是降低變壓器的空載損耗,但因其造價(jià)比傳統(tǒng)變壓器高出30%~80%,而將健康的高能耗變壓器更換為節(jié)能變壓器的經(jīng)濟(jì)回收期一般達(dá)到20年左右,經(jīng)濟(jì)回收期長(zhǎng),從而造成更換新型電力設(shè)備的積極性并不高,此外,部分用戶有連續(xù)可靠供電的需求,不能停電等原因也造成了新型設(shè)備不能投入使用。
2.3環(huán)境因素
電力設(shè)備普遍是露天運(yùn)行,由于霧霾天氣造成的電暈、閃絡(luò)放電現(xiàn)象等原因容易造成電能的損耗。電力設(shè)備能否及時(shí)有效的進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),也是影響設(shè)備的自身?yè)p耗的關(guān)鍵因素。
2.4管理因素
對(duì)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(huán)節(jié)。可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行梳理,是否建立健全科學(xué)合理的設(shè)備管理制度;是否全面針對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況開(kāi)展電能損耗理論計(jì)算;是否嚴(yán)格落實(shí)降損辦法;是否定期召開(kāi)電能損耗分析會(huì)議;是否對(duì)電能損耗情況進(jìn)行系統(tǒng)全面分析;是否建立獎(jiǎng)懲辦法等,同時(shí),電力調(diào)度與用電企業(yè)溝通制度是否建立,溝通渠道是否順暢,能否及時(shí)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),電網(wǎng)調(diào)度部門對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式能否及時(shí)調(diào)整等,都是影響供電過(guò)程中能量的損耗增加的重要因素。
3降低油氣田企業(yè)電能損耗的措施
3.1降低電能損耗的技術(shù)措施
(1)合理調(diào)整運(yùn)行電壓。通過(guò)調(diào)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(zhì)量的基礎(chǔ)上適度地調(diào)整運(yùn)行電壓。因?yàn)橛泄p耗與電壓的平方成正比關(guān)系,所以合理調(diào)整運(yùn)行電壓可以達(dá)到降損節(jié)電效果。(2)合理使用變壓器。對(duì)所用變的損耗不可忽視。因此,降低變電站變壓器的損耗對(duì)于降低整個(gè)電網(wǎng)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(yùn)行方式調(diào)整成一臺(tái)冷備用。例如,某企業(yè)現(xiàn)有15座35kV電壓等級(jí)變電站,其中35kV等級(jí)所用變9臺(tái),6kV等級(jí)所用變21臺(tái),容量均為50kV•A,選用型號(hào)為S7、S11級(jí)別變壓器站用變空載損耗年耗電情況對(duì)比見(jiàn)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(jié)能效果更高的S11系列變壓器。此外計(jì)算可知:該企業(yè)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(jì)算,站用變運(yùn)行方式調(diào)整為冷備用后,每年可節(jié)省電費(fèi)5.74萬(wàn)元。(3)平衡三相負(fù)荷。保持三相負(fù)荷平衡,將減少線路、配電變壓器的損耗。(4)合理投入無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備(電容器),優(yōu)化電網(wǎng)無(wú)功分配,提高功率因數(shù)(cosφ>95%)。(5)合理選擇導(dǎo)線截面。線路的能量損耗同電阻成正比,增大導(dǎo)線截面可以減少能量損耗。(6)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù),防止泄漏電流。主要是定期巡視設(shè)備,及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)備泄漏油和接頭過(guò)熱事故,可以減少因接頭電阻過(guò)大而引起的損失,及時(shí)更換不合格的絕緣子,還應(yīng)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(duì)直流或交流負(fù)荷進(jìn)行供電。(7)合理安排檢修,提高檢修質(zhì)量。電力網(wǎng)按正常運(yùn)行方式運(yùn)行時(shí),一般是既安全又經(jīng)濟(jì),當(dāng)設(shè)備檢修時(shí),正常運(yùn)行方式遭到破壞,使線損增加。因此,設(shè)備檢修要做到有計(jì)劃,要提高檢修質(zhì)量,減少臨時(shí)檢修,縮短檢修時(shí)間,推廣帶電檢修、狀態(tài)檢修。(8)推廣應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)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(jié)能效果見(jiàn)表2。100W節(jié)能燈價(jià)格:114元/盞,30W和20W為35元/盞。節(jié)能燈壽命3000h。年電費(fèi):每天照明按10h計(jì)算,每kW•h電0.7元。年總費(fèi)用=購(gòu)置成本+年電費(fèi)。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(tǒng)燈的34%,加上維護(hù)成本,每年可節(jié)約開(kāi)支14949.42元,費(fèi)用是原來(lái)的30%。(9)調(diào)整負(fù)荷曲線,避免大容量設(shè)備在負(fù)荷高峰用電,移峰填谷,提高日負(fù)荷率。
3.2降低電能損耗的管理手段
(1)實(shí)行線損目標(biāo)管理。實(shí)行線損目標(biāo)管理責(zé)任制,簽訂責(zé)任書(shū),開(kāi)展達(dá)標(biāo)考核,并納入企業(yè)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)中。從而調(diào)動(dòng)職工的節(jié)能積極性。例如建立小指標(biāo)內(nèi)部統(tǒng)計(jì)和考核制度,將電壓合格率、電能損耗率、所用電指標(biāo)納入考核管理。(2)定期組織線損分析會(huì),分析線損增加的原因,并制定相應(yīng)措施。(3)定期對(duì)饋線電流平衡情況、三相負(fù)荷不平衡情況進(jìn)行檢查和調(diào)整。(4)加強(qiáng)計(jì)量管理,做好抄、核、收工作。用電企業(yè)及時(shí)將計(jì)量裝置停運(yùn)情況匯報(bào)給電量計(jì)量單位,減少電能的計(jì)量損失。(5)針對(duì)人員因素可能造成的電能損耗,可以通過(guò)強(qiáng)化管理來(lái)降低電能損耗。針對(duì)檢維修人員不足,可以根據(jù)設(shè)備的狀態(tài),實(shí)行設(shè)備的狀態(tài)檢修,減少設(shè)備停電時(shí)間,降低電能損耗;針對(duì)變電站運(yùn)行人員不足,可以逐步推廣無(wú)人值守,即變?cè)瓉?lái)的多人值班模式變?yōu)闊o(wú)人或少人值班運(yùn)行模式,緩解人員壓力;針對(duì)可能存在的計(jì)量錯(cuò)誤,可以實(shí)行供電用戶的遠(yuǎn)程抄表,避免由于人員因素造成的電能損耗。
4結(jié)論
目前,在油氣田企業(yè)總體經(jīng)營(yíng)困難的情況下,降低企業(yè)的電能損耗可以為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益,通過(guò)合理的設(shè)備選型,采用節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化供電設(shè)備管理方案,有效地控制油氣田企業(yè)供電過(guò)程中的無(wú)謂的電能損耗,以取得更高的經(jīng)濟(jì)效益。
作者:文海濤 李夫銀 單位:大港油田公司
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