管道站场输油泵机组无功补偿节电效果分析

蒲镇东 刘国豪 唐煌 黄杉

（1.中国石油管道有限责任公司西部分公司；2.中国石油管道公司管道科技研究中心；3.中国石油管道有限责任公司西部管道甘肃分公司；4.中国石油管道公司中原输油气分公司）

电能消耗是输油管道主要能耗之一，其中站场输油泵电动机耗电是电耗中最主要的耗能，占比80%以上，减少电动机电能消耗是各级技术人员的目标。

管道站场的负载类型主要为三相异步电动机，属于感性负载，大功率电动机运行后使站内功率因数较低，电动机设计功率因数一般在0.83～0.89，实际运行数值一般低于设计值，实际值能低到0.75，较低的功率因数降低了设备利用率，增加了供电投资，损害了电压质量，降低了设备使用寿命，大大增加了线路损耗，解决办法通常是输油泵电动机就地加装无功功率补偿装置[1]。

1 无功功率补偿的工作原理和作用

通常各站无功功率补偿装置设计原则按照两级补偿配置，分别是进站变压器处的集中补偿和输油泵电动机的就地单机补偿。其中，进站变压器处，按照电力公司规定，安装集中功率因数补偿装置，使功率因数达到0.9以上，满足电力公司要求。其次，由于输油泵电动机单台功率大，耗电比重大，因此在变电所配电间对各台输油泵电动机控制柜均安装了单台就地电容补偿装置，用于补偿电动机的就地无功功率（图1），通过就地无功补偿可以提高电动机和供电系统的功率因数，达到降低供电变压器及输送线路到输油泵电动机之间的损耗、提高供电效率以及电能质量、降低电动机电能消耗的目的。

实际运行中，因为各站进站变压器处的补偿国家电力局有强制要求，因此各站均进行了补偿并达到了要求，但是大部分站场内部的电动机就地无功补偿装置由于各种原因没有投用，这中间的线路损耗、无功功率损耗等对电动机的能耗有着较大影响。

图1 电动机无功就地补偿装置示意图

2 测试实例

选择站场内1台输油泵电动机进行投用、不投用就地无功补偿装置2个状态下的电能数据对比分析，考察就地无功补偿对电动机耗电的影响。输油泵电动机选择某一输油站场常用的6 kV电压等级输油泵机组，在同一输量下对比电参数的变化情况。

按照GB/T 12497—2006《三相异步电动机经济运行》[2]、GB/T 16666—2012《泵类液体输送系统节能监测》[3]、SY/T 6422—2016《石油企业用节能产品节能效果测定》[4]的要求进行测试和计算。

2.1 电参数测试

该台输油泵额定流量930 m3/h，泵型号：ZMⅡ630/03，其配用电动机额定功率为470 kW，电动机型号：3～MOT.1MS4 354-4AN60-Z，该输油泵电动机就地补偿投用前后的电参数见表1。

表1 输油泵机组就地补偿投用前后的电参数

从表1看出，投用补偿装置后，电动机实际功率因数明显提高，在流量增加4.7%的情况下，无功功率减少58.68%，输入有功功率减少6.3%，电流下降17.44%，机组效率升高4.23%。综合各项主要参数看出投用就地无功功率补偿后节电效果明显且机组效率提高。

2.2 经济效益分析

按照输油泵机组每年运行300天，每天运行20h，工业用电每度平均1元计算，不投用就地补偿装置每年的电费为238.45万元，投用就地补偿后年电费223.38万元。在相同的做功要求下，仅投用就地补偿后1台输油泵电动机就能减少15.06万元，每家输油企业输油泵均在数10台以上，总体节能效益十分可观。

3 结论

1）站场输油泵电动机投用就地无功补偿装置后，在相同流量或做功需求下，电动机电流下降，有功功率下降，电能消耗下降，节电效果明显，节能效益可观。

2）已安装单台电动机无功功率补偿装置的站场，要重视无功补偿的节电效果，输油泵启动时要投用补偿装置，切换机组后要及时调整补偿装置[5]。

3）虽然行业标准SY/T 6837—2011《油气输送管道系统节能监测规范》[6]对原油泵机组电动机不评价功率因数，但就地无功功率补偿装置是否投用对站场输油泵机组的耗电情况有较大影响。建议原油管道站场各站投用电动机侧就地无功功率补偿装置，提高功率因数，减少电能消耗。