油田電網(wǎng)改造的技術(shù)對策

中原油田電網(wǎng)經(jīng)過30多年的建設(shè)，現(xiàn)已形成了一個以110kV變電所為供電樞紐，35kV變電所深入負荷中心的輸配電網(wǎng)絡(luò)。投入運行的110kV變電所共7座、35kV變(配)電所共26座，主變安裝總?cè)萘繛?01.6MVA、建成的6kV及以上電力線路200多條，線路總長度約1500km、建成的電力調(diào)度中心一座、供各類負荷用電的配電變壓器1720臺，總?cè)萘繛?68.912MVA?，F(xiàn)在用的供電電壓等級為110kV、35kV、6kV及0.4kV，系統(tǒng)年供電量21.6×108kWh。

從系統(tǒng)的規(guī)模講，僅僅能滿足油田各項生產(chǎn)和職工生活的正常用電。自“十二五”規(guī)劃以來，油田電網(wǎng)一直存在著建設(shè)與改造資金投入嚴重不足的問題，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得不到進一步調(diào)整和優(yōu)化，陳舊老化耗能高國家明令淘汰、禁止使用的電氣設(shè)備得不到進一步更新和改造，老舊的電力網(wǎng)不堪重負，造成系統(tǒng)供電可靠性差、線損偏高。

2油田電網(wǎng)總體評價

2.1電網(wǎng)骨架工程

在中原油田目前的生產(chǎn)狀況下，電網(wǎng)的骨架結(jié)構(gòu)僅能滿足生產(chǎn)的需要，個別樞紐變電站還沒有直接從220kV變電所取得供電電源，因此存在著自身調(diào)節(jié)能力差的一面。

2.2變電所的一、二次設(shè)備

中原油田大部分變電所由于建設(shè)年份較早，如一次主開關(guān)設(shè)備等目前還為多油斷路器，沒有實現(xiàn)無油化的要求，國內(nèi)電力系統(tǒng)自八十年代中后期，已開始使用技術(shù)先進、安全可靠的真空開關(guān)、六氟化硫斷路器等，目前已經(jīng)普及。而中原油田目前僅有7座110kV變電所的110kV少油斷路器及個別35kV變電所的35kV多油斷路器更換為SF6斷路器外，其余全為油型斷路器。因此電力系統(tǒng)一次設(shè)備的性能在國內(nèi)較為落后，與國內(nèi)先進水平相比至少有十年以上的差距。

二次設(shè)備：除少數(shù)變電站采用了微機控、保設(shè)備外(約占30%)，其余均為常規(guī)控、保設(shè)備。國內(nèi)電力系統(tǒng)自八十年代后期已廣泛使用的微機保護設(shè)備，在這一點上與國內(nèi)先進水平相比至少也有十年以上的差距。

2.3系統(tǒng)自動化運行管理

電力作為一個產(chǎn)、供、銷同時完成的特殊產(chǎn)業(yè)，對自動化管理程序要求較高，這就要求必須給運行管理提供有效的技術(shù)手段。國內(nèi)電力系統(tǒng)要求實現(xiàn)“四遙”即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，近年來已逐步發(fā)展到位，并且又實現(xiàn)了對變電站的遙視等。油田電力系統(tǒng)尤其是在調(diào)度自動化管理等方面，目前僅在110kV變電站中實現(xiàn)了遙測、遙信功能，其他功能尚未實現(xiàn)，在這一點上與國內(nèi)電力行業(yè)相比至少也有十年的差距。

2.4系統(tǒng)通信

各110kV變電所與電力調(diào)度中心之間實現(xiàn)了一點多址微波、電力載波和市話三種

通信方式;各35kV變電所與電調(diào)中心目前僅有市話一種通信方式,滿足不了調(diào)度自動化的需求。

2.5供配電系統(tǒng)損耗

目前中原油田供配電系統(tǒng)的網(wǎng)損仍相當高(綜合網(wǎng)損率10.5%)，年損耗電量約2×108kW.h。

3油田電網(wǎng)存在的主要問題

油田電網(wǎng)與地方電網(wǎng)、甚至同行業(yè)電網(wǎng)相比，突出存在以下問題：

3.1電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱

部分變電站存在單電源供電，且電網(wǎng)多為輻射網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)供電范圍小，負荷轉(zhuǎn)移能力差，事故、檢修停電范圍大，變電站之間轉(zhuǎn)供電能力差，安全水平與自動化水平都很低，因而供電可靠性普遍較低。雖說近兩年投入了點資金對部分變電站實施了技術(shù)改造和設(shè)備更新，選用了一部分新型的配電設(shè)備如真空或SF6斷路器，對提高可靠性、改善油田供電條件起到了一定的作用。但由于資金所限，新設(shè)備主要應(yīng)用于變電所中，對事故多發(fā)的戶外配電線路并沒有太大改變。許多線路由于架設(shè)時間長，存在供電半徑長、線路老化嚴重、安全可靠性差、線路損耗大、電能質(zhì)量差，有的線路負荷嚴重超載，常出現(xiàn)導(dǎo)線燒斷現(xiàn)象，導(dǎo)致整條線路停電。

3.2電能質(zhì)量差，線損率高

近些年來油田電網(wǎng)用電負荷仍在繼續(xù)增長，平均年電量增長率在3%左右，現(xiàn)有的配電網(wǎng)因?qū)Ь€細、無功補償容量不足、電網(wǎng)中大量的高耗能設(shè)備(如高耗能變壓器等)的存在等原因，造成系統(tǒng)線損過大，如低壓線損率竟高達近13%。

3.3技術(shù)水平相對落后，設(shè)備陳舊，自動化水平較低

目前油田70%的變電站二次系統(tǒng)仍為常規(guī)保護設(shè)備，自動化水平低，個別變電站雖說實施了微機自動化，但目前還只是處于試點階段;調(diào)度自動化系統(tǒng)仍不完善，急需改造;配網(wǎng)自動化則基本處于零起步階段。

3.4個別變電站主變負荷率偏高急需增容

如趙村、李拐變主變負荷率已高達105%，如不及時進行增容，一是極不利于變壓器的經(jīng)濟運行，增加電能損耗，二是危及著變壓器的安全運行，一旦發(fā)生故障，將直接影響著系統(tǒng)供電可靠性，發(fā)生大面積停電，其后果不堪設(shè)想。

4改造主要技術(shù)措施

隨著油田用電負荷的增長，油田電網(wǎng)布局將日趨復(fù)雜，供電范圍的擴大、電網(wǎng)故障機率的增加、部分設(shè)備老化嚴重，使油田電網(wǎng)的運行維護管理的工作量越來越大，原有手段很難適應(yīng)復(fù)雜多樣的電網(wǎng)管理。只有加快油田電網(wǎng)的自動化建設(shè)，配置功能完善的調(diào)度和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，才能適應(yīng)電網(wǎng)運行管理的需求。

一流的供電管理水平必須有一流的電網(wǎng)，一流的電網(wǎng)必須有強有力的技術(shù)手段做支撐。因此要以電網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)自動化建設(shè)帶動供電管理部門的技術(shù)水平的提高，只有依靠完備的自動化手段才能實現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟運行。

4.1優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)的可靠性

隨著濮陽市電力建設(shè)的大發(fā)展，220kV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)得到進一步完善，其可靠性大大提高，特別是近幾年，新技術(shù)、新產(chǎn)品在其電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用(如SF6斷路器、微機保護等)，以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和布局日趨合理，增強了供電區(qū)域之間互為備用能力，減輕了對單個變電站可靠性的依賴，從而為油田電網(wǎng)改造創(chuàng)造了條件。通過優(yōu)化中原油田電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決部分變電所單電源供電問題，為系統(tǒng)運行方式的合理調(diào)整等奠定基礎(chǔ)。

4.2提高電網(wǎng)裝備水平

積極采用新技術(shù)、新設(shè)備，如真空斷路器、SF6斷路器、柱上真空開關(guān)、金屬氧化物避雷器、硅橡膠絕緣子等，減少因設(shè)備質(zhì)量問題造成的不必要停電，對老舊變電站設(shè)備進行無油化改造，依靠科技進步逐步實現(xiàn)輸、變、配電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修，通過在線檢測等先進的技術(shù)手段及時掌握設(shè)備的運行狀況，指導(dǎo)設(shè)備的檢修等。

4.3大力推進變電站自動化和配網(wǎng)自動化的建設(shè)

變電站自動化是指將變電站的控制裝置、信號裝置、測量儀表、保護裝置、自動裝置、遠動裝置等二次設(shè)備利用微機技術(shù)進行功能組合，實現(xiàn)對整個變電站的數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)視、測量控制協(xié)調(diào)、以及遠方通信和自身診斷，其主要特征是功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、安裝分布化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化。在變電站配置自動化設(shè)備的基礎(chǔ)上，逐步實現(xiàn)無人值班，這是整個電網(wǎng)發(fā)展的趨勢。通過建設(shè)變電站自動化系統(tǒng)和無人值班，不僅可以減少人為失誤、降低出錯率、增強設(shè)備運行的可靠性、簡化生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，還可以提高整個電網(wǎng)的技術(shù)水平，為保證電網(wǎng)的安全運行提供重要技術(shù)手段。同時，應(yīng)積極推進配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)，盡量減少配電線路故障停電時間，提高供電可靠性。

4.4采取多種手段，努力降低電網(wǎng)損耗

4.4.1合理選擇變壓器，降低變壓器自身的電能損耗，優(yōu)先選用S11及以上新型低損耗變壓器。另外對配電變壓器，應(yīng)按照負荷的季節(jié)性變化，及時調(diào)整分接開關(guān)，一方面可以保證電壓質(zhì)量，同時也可以降低變壓器鐵耗，再者要淘汰網(wǎng)內(nèi)的高耗能變壓器。

4.4.2合理進行無功補償，線路無功補償要通盤考慮，按照“全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡”的原則，盡量減少無功電流在設(shè)備和線路上的穿越。以提高配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。

4.4.3加強需求側(cè)管理，建立負荷測錄制度，及時收集負荷和電網(wǎng)基礎(chǔ)資料及變動資料為理論計算和負荷調(diào)度提供準確數(shù)據(jù)，用電量有較大變動時計量裝置作相應(yīng)改變，根據(jù)負荷變化及時調(diào)整三相負荷平衡。

4.4.4加強調(diào)度自動化建設(shè)

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是確保電網(wǎng)經(jīng)濟運行、平穩(wěn)供電，提高調(diào)度運行管理水平的重要手段。利用該系統(tǒng)可以監(jiān)視電網(wǎng)的實際運行情況，并可根據(jù)電網(wǎng)實時運行參數(shù)，下達調(diào)度命令，如合理投切電容器組，達到合理補償，降損節(jié)能;還可根據(jù)實時負荷的大小，合理確定系統(tǒng)的運行方式，下達調(diào)度命令，確定主變壓器的運行臺數(shù)及線路回路數(shù)等，達到經(jīng)濟運行之目的。如中原油田變電所一般均設(shè)2臺主變，不同季節(jié)、不同時期負荷不完全相同。因此根據(jù)實際運行負荷的大小，合理確定主變運行的臺數(shù)，對降低主變損耗是十分必要的。要實現(xiàn)電網(wǎng)運行方式的合理調(diào)整，必須借助于現(xiàn)代化的調(diào)度自動化管理手段。

在完成常規(guī)變電站改為微機綜合自動化變電站的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有的調(diào)度中心設(shè)備進行升級改造，并建設(shè)完善的35kV微波通信組網(wǎng)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)整網(wǎng)調(diào)度自動化，為調(diào)度人員全面系統(tǒng)地實施對電網(wǎng)進行科學(xué)組織、指揮、指導(dǎo)和協(xié)調(diào)，并根據(jù)用電負荷的變化，及時、靈活、準確地進行電力調(diào)度，合理地分配負荷，使電網(wǎng)處于最佳的經(jīng)濟運行狀態(tài)。

4.5改造中應(yīng)注意的問題

為了加快油田電網(wǎng)的發(fā)展，提高供電可靠性，提升技術(shù)水平，需要注重以下幾個方面的問題：

4.5.1按照有關(guān)標準、規(guī)范、導(dǎo)則等要求，對較長線路的主干線或分支線裝設(shè)分段或分支開關(guān)設(shè)備時，要留有配網(wǎng)自動化發(fā)展的余地。

4.5.2油區(qū)配網(wǎng)應(yīng)重電搞好線路導(dǎo)線截面的更換，調(diào)整部分線路的供電半徑，并實施線路故障自動定位，從而提高供電可靠性。

4.5.3調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)集調(diào)度自動化功能與配電自動化功能于一體的調(diào)配一體化自動化系統(tǒng)，能夠切實降低線損、減少停電次數(shù)、提高供電可靠性，并減輕運行維護工作量，為提高油田的經(jīng)濟效益提供強有力的技術(shù)支撐。

5結(jié)語

我國經(jīng)濟的快速持續(xù)發(fā)展，為油田電網(wǎng)的建設(shè)改造創(chuàng)造了良好的宏觀環(huán)境。只要充分考慮油田電網(wǎng)的現(xiàn)狀和特點，采取切實可行的技術(shù)措施，加強電網(wǎng)及其自動化系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，一定能夠為油田生產(chǎn)的發(fā)展等提供優(yōu)質(zhì)可靠的電力。

更多好文：21ic智能電網(wǎng)