大庆油田高压输电网降损技术分析

闫石（大庆油田工程有限公司）

大庆油田高压输电网降损技术分析

闫石（大庆油田工程有限公司）

目前，我国大部分高压电力线路的建设多数还采用铸铁金具，铸铁金具为导磁材料，每年在金具上的电磁损耗极大，造成了大量的浪费针对大庆油田35～110 kV输电线路电能损耗严重的问题。从原理上分析了常规铸铁金具与电能损耗的关系，以及节能型金具的节能原理。大庆油田宋南110 kV架空线路长度20.5 km，采用节能金具后，经验算和权威部门的检测，每年可节约电能17×104kWh，约合12.67万元。

输电线路；电能损耗；节能型金具

目前，大庆油田35～110 kV输电线路基本全部采用铁磁性材料制成的铸铁金具。据统计，大庆油田每年的全网电能损耗近2亿元，除电能在传输过程中的线路损耗外，其绝大部分的损耗产生在输电线路金具上，在国家倡导“节约、清洁、安全”的能源方针背景下，采用节能型金具，降低输电线路的电能损耗势在必行。下面，通过节能型金具的节能原理及油田工程应用实例，分析节能型金具的节能效果及经济效益。

1 节能型金具的节能原理及特点

由铁磁材料制成的悬垂线夹、耐张线夹、防震锤等金具与导线直接接触，当输电线路导线内的电流产生交变的磁场时，就会在铁磁材料金具中产生感应电动势，进而产生涡流[1]，电能最终以电阻耗热的形式被损失掉，输电线路产生的交变磁场也会引起铁磁材料金具内的磁畴反复变化，随之分子震动加剧，分子震动的能量源于输电线路，铁磁性材料金具的磁滞反过来又进一步加大了能耗，涡流损耗和电磁损耗构成了金具的电能损耗。

当导体电流增大，铁磁材料金具温度随之上升，磁滞损耗将随磁通密度的1.8次方上升，涡流损耗将随磁通密度2次方上升，电能损耗也就随之大幅增加。节能型金具采用新型铝合金材料制成，为非磁性材料，与铁磁材料金具相比较，新型铝合金材料制成的节能金具磁导率为铸铁金具千分之一，产生的感应电动势亦为铸铁金具的千分之一，而且当导体电流增大时，节能金具温升较小，节能金具的涡流损耗和磁滞损耗增加并不明显[2]。

节能型金具拥有良好的机械性能，抗拉强度可达到260 MPa，满足相关标准的要求[3]，采用新型铝合金材料制成的节能型金具具有极强的抗氧化能力，而铁磁材料金具需要通过镀锌才能达到耐腐蚀的性能，镀锌工艺是高耗能、高污染的生产工艺，不利节能环保。新型铝合金材料金具的重量仅为铁磁材料金具的二分之一，从而减轻了杆塔负担，也更便于施工安装[4]。

2 工程应用实例分析

以大庆油田“宋南变电站110 kV电源线路工程”为实例，以“机械工业北京电工技术经济研究所”实际检测数据为基础，进行铁磁材料铸铁金具与新型铝合金材料节能型金具的损耗对比分析和经济性对比分析（表1～表3）。

表1 铸铁耐张线夹与节能型耐张线夹耗能试验对比

表2 铸铁悬垂线夹与节能型悬垂线夹耗能试验对比

表3 常规防震锤与节能型防震锤耗能试验对比

大庆油田宋南变电站110 kV电源线路工程新建线路20.5 km，运行电流约为200 A，设计采用悬垂线夹560个、耐张线夹120个、防震锤1200个，依据表中数据，采用节能型金具降低损耗为19.5 kW，共计节省电量17×104kWh，电价按0.75元/kWh计算，每年节约电费12.67万元。

与常规金具相比，节能金具制造成本较高，增加项目投资28.8万元。但从节能效果来看，每年节约电费12.67万元，两年将能收回投资成本，并在以后的运行使用当中，通过节能创造巨大的经济效益。

3 结论

采用结构合理、施工方便的节能型金具代替高能耗、粗大笨重的老式金具已成为大庆油田主网线路建设的必然趋势，节能型金具在工程中的应用具有良好的经济性，显著的节能效果，将会为大庆油田在原油生产建设中节约大量能源，创造出可观的经济价值和社会价值。目前，由于材料生产工艺水平的限制，节能型金具中紧固导线用的螺栓件仍采用钢制件，节能型金具的电能损耗主要来源于这些钢制件[5]，但是随着科学技术进步，不足之处都将随之解决。总之，节能型金具良好的节能效果、较强的经济性将使其广泛应用于电力系统中。

[1]廖耀发.大学物理（上册）[M].武汉：武汉大学出版社，2001：58-65.

[2]林英，应伟国.输电线路节能金具的应用[J].浙江电力.2008（4）：41-43.

[3]赵保胜.无磁球铁线路金具的推广及应用[J].农村电工，1998（8）：15.

[4]徐乃管.论节能金具的开发与应用[C]//2006年工业企业节能技术研讨会论文集.北京：中国电力出版社，2006：30-32.

[5]宋宁宁，王景朝，严行建.高效节能系列电力金具的研制与应用[J].电网与清洁能源，2010（9）：34-37.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.11.005

闫石，高级工程师，1987年毕业于吉林工学院（电气自动化专业），从事油田电力设计工作，E-mail：yanshi@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆市让胡路区大庆油田工程有限公司，163712。

2017-06-05

（编辑 沙力妮）