探究供配电设计中的节能方法和措施

摘要：电力能源为人们的生活与工作提供了能源支持，随着时代与经济的迅速发展，人们对电力能源的需求不断增加，受到节能降耗发展理念的影响，如何实现电力能源的合理节能是行业发展中重点关注的内容。在油田供配电系统中，其系统自身的电能内耗很大，影响了电能供电的效率，因此这就需要从供配电做好节能设计。下面，文章就主要针对供配电设计中的节能方法和措施进行分析，希望对相关工程和工作的开展提供参考。

关键词：供配电;节能设计;节能方法;节能措施

前言

在石油开采和油田建设中，需要投入大量的电力能源，目前能源紧缺大背景下，为了确保石油产量不受影响，且实现对电能消耗的有效控制，做好供配电节能设计至关重要。在油田供电系统中，诸多环节对电能的消耗都比较大，为了确保油田供配电系统具有良好节能效果，就需要贯彻节能设计理念，做好其供配电系统的全面分析，并采取多样化的节能方法与措施实现综合设计。

1.供配电设计中的节能必要性

供配电的节能设计主要是通过对其系统内线路以及設备损耗的控制，并以优化运行实现网损的降低，提供供电的质量与效率。供配电系统运行中自身消耗大量的电能，尤其是油田供配电，生产过程对电能消耗呈现出持续增加的状态，仅油田的地面生产就占到相当的全国用电比例，则其供配电也占到很大的网损。油田的供配电之所以占到很大的网损，主要和其自身诸多方面的因素离不开，如重要的用电设备较为落后，对能源的利用率比较低，导致电能长期存在严重浪费的情况;电动机往往处于低负荷的运行状态，其功率因数没有达到最优化，且变压器很多是在非经济的运行条件下工作;一些老油田已经开始进入到高含水的后期开发，此时期对电能需求更多，配电网的首端位置主干线段存在显著损耗的增加;还有一些配网存在供电半径的过长情况，不符合合理输送的距离要求，这也导致电网自然功率的因数太低。这些情况都造成配电网的网损增加，和节能降耗理念相违背同时，还增加了石油生产期间的成本投入，因此做好供配电设计中的节能至关重要[1]。

2.供配电设计中的节能方法和措施

2.1供配电设备合理选择

在供配电系统内，电力设备同样占据较多的电能能耗，因此要做好对其设备的合理选择。在其设备选择中，要选择低能耗性、国家认证确认过的节能性、满足国家相关节能要求的设备。在供配电的设备使用中，变压器是重要的耗能设备，根据相关统计，电网中的变压器损耗约占其10%发电量，而在10kV的电力系统内，变压器所占损耗超过了80%，所以供配电设备选择中一定要尽可能选用节能型的变压器。为了达到变压器节能效果，在变压器选择时要考虑其低损耗和低噪音特点，确保其具有良好节能效果;对系统内各类用电设备综合分析，对用电负荷准确和全面计算，进而对变压器的台数、运行与结线方式等合理确定，让变压器的负荷率尽量保持在80%左右，即使不能满足也务必要超过60%，且使三相负荷保持平衡的分配状态;若使用单台的变压器，其容量不能太大，防止因为供电线路的距离太长而造成线路损耗的增加[2]。

2.2无功功率补偿

供配电系统内的有功功率主要对终端功能的发挥提供支持，它具有不可变性。而系统内用电设备都存在电感，它们都会导致滞后性的无功出现，此时就要以超前特点的无功对其抵消，但此无功功率会从系统内通过高低压的线路向用电设备传输，势必会导致有功损耗的出现，因此可以采用设备自然功率的因数提升的方法，来降低因为超前无功而造成的有功损耗。因为感抗导致无功的出现具有滞后性，而电容器导致的无功具有超前性，所以可以选择电容器实施补偿，实现两者的抵消效果。通过无功补偿能够促进功率因数的提升，降低无功需求。现阶段，很多地区在无功功率补偿中都在变压器的低压侧选择集中补偿的方式，此方法只是对区域内变电站到电力用户间高压线路内的无功减少，而低压线路内无功的传输并未得到减少，因此此方法的无功补偿并不能实现节能效果[3]。面对这种情况，可以在较大容量水泵和风机等设备终端采取就地补偿的方式，对空调主机和冷冻泵等设备附近进行变配电所的设置以实现集中补偿的效果，当它们的供电具有较远距离，一般也尽量选择就地补偿的方式。

2.3线路损耗的控制

电网在电能供应过程，功率的损耗不可避免，而其和电力线路的参数以及负荷大小存在直接的关系。电力供电期间，电流是一定的，想要对电网中的线路损耗降低，需要对线路电阻实施控制。通过R=P×L/S的公式得知，线路的电阻和电导P、长度L具有正比关系，而和线路的截面积S具有反比关系，对线路电阻就可以从以下几个方面控制。

首先，线路导线的选择要确保材质具有较小的电导率。基于此最佳选择是铜芯材质，但为了实现对铜材的节约，一般在一类或者二类较大负荷区域选择铜芯材质的导线，而在三类或者较小负荷区域选择铝芯材质的导线。其次，要控制好导线的长度。线路要确保直线设计，避免弯路设置而增加其长度;在低压线路中不要出现回头线的设置情况，避免来回线路增加电能的消耗;让变压器和负荷中心保持接近状态，缩短两者的距离，往往要求低压线路供电在200m半径内，最末一级配电箱到最末端灯具两者间支线的长度要在40m内，且直线距离要低于30m[4]。再次，要增加导线的截面积。若导线线路较长，要求其截面积不仅要符合载流量的热稳定以及保护配合等要求，而且要做好对导线截面的等级做好分析与增加。当导线截面的等级增加一级后，费用增加M，因节能降耗所得年运行的费用m，以M/m表示回收的年限，当回收的年限在几个月到一二年间，就要对导线截面的等级增加一级。另外，还可以对季节性特点的负荷线路合理使用，当此类用户没有使用电力时，就可以让其为常用区域使用，实现对线路以及电阻的减小。如可以把空调的风机、照明和风机盘管等一样的负荷实施集中处理，它们的供电设置成同一干线形式，当春秋时期不用空调就可以让其干线截面进行较小电流的传输，实现对线路损耗的降低。

2.4采用变频调速技术

油田供配电中变频调速技术得到广泛运用，以此技术实现电流控制以及变压设备调节，达到节能效果。此技术能够对诸多电力设备同时作用，对线路不同时期的输出控制，把损耗的电能实现生产有用功的转化，如驱动系统往往对能源存在较低的利用率，通过变频调速则能够实现机泵转速的科学控制，实现节电运行。此技术可以在诸多设备中有效使用，如抽油机、电驱钻机和电潜泵等，实现对它们的节能运行控制，达到节能效果。

结语

综述所述，油田供配电系统存在对电能的显著内耗，为了实现其供配电的节能运行，从供配电设备合理选择、无功功率补偿、线路损耗的控制、采用变频调速技术的的节能方法和措施进行分析，而想要进一步实现其供配电的节能效果，还需要对其节能设计不断进行优化研究与完善。

参考文献

[1]宁博. 供配电设计中节能方法与技术措施的运用实践[J]. 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2016（52）：228-228.

[2]李文武. 油田供配电系统节能问题的思考及对策[J]. 化工管理，2019，000（027）：223-224.

[3]宋庆文. 电力工程配电设计中的节能措施[J]. 水电水利，2021，4（12）：17-18.

[4]田丙英，吴登相. 油田企业供配电系统经济性分析与节能管理对策研究[J]. 中国化工贸易，2019，011（034）：166.

作者简介

刘俊哲，1988，男，汉族，籍贯：陕西省西安市，职务职称：中级工程师，学历：本科，单位：陕西宇阳石油科技工程有限公司，研究方向：供配电设计，单位所在省市及邮编：陕西省西安市，710000