油田低压电气设计节能问题分析

李娜

摘要：随着低碳经济的发展，为促进油田生产现代化、低碳化，各油田在生产中需将节能工作作为重点，特别是低压电气设计中，应从节能性角度采取优化措施。通过油田低压电气节能设计，可提高低压电气系统的运行效率，在保障运行安全的前提下达到节能标准，为油田企业创造更大的经济与社会效益，带动企业及行业进步。由于每个油田的电气需求各有不同，在节能设计中应从实际情况出发。基于此，本文着重分析了油田低压电气节能设计的要点，以期指导实际工作。

关键词：油田生产；低压电气设计；节能优化

近年来，伴随着技术的进步，我国油田行业进入了全新的发展阶段，许多作业环节实现了机械化、无人化。但无论油田采用何种作业方式，低压电气设计都是重点部分，只有做好了这一部分的设计任务，方可保障正常的供配电，为生产提供电力资源。原先油田坚持粗放型发展路径，低压电气系统运行过程中的能耗较大，与行业可持续发展的要求不一致，且导致企业的电费较高，不利于成本控制。当前及未来的发展中，油田低压电气设计中需优化节能设计理念与方法，降低电力能耗。

1.油田电气能耗问题

油田开采作业的复杂度较高，结合大部分油田的开采情况，一般主要为以下几个阶段：石油在地下流动，借助自身能量向外喷出；在地面往油田内注水，实现驱油；向地下注入化学物质驱出原油[1]。无论在油田作业的哪一阶段，电气系统都不可或缺，能为作业提供照明条件，并使各种机械设备正常运行。目前我国许多油田都进入了二次采油中后期，每吨采出液体的含水量高，采油过程中的耗电量较大。正是因为油田作业中的含水量持续增大，为顺利采出原油，将产生较大的电能消耗，导致油田企业的电费支出较大。另外，电机线路为反射式加干线式的连接方式，此方式下因为线路总长较大，电流输送阶段线路因升温发热产生线损，造成了电能损耗。由于油田电气系统的损耗问题，当前的工作中需着力推进节能改造。

2.油田低压电气节能优化设计

2.1合理配置供配电系统

油田低压电气节能设计中需遵循相应的设计标准，只有如此，方可降低低压电气系统的运行风险。根据油田生产特点，有关人员在低压电气节能设计中必须加强协调工作，协调不同流程及要素。一般来说，供配电系统为低压运行的前提条件，此项设计工作需交由专业人员来负责，这些人员需审核供配电系统方案，不仅需保障设计细节符合行业内的通用标准，还需要结合油田本身情况，考虑特殊的设计要求。油田供配电系统投入运行时，系统的电压负荷异常高，为达到节能目标，相关人员需根据作业需求，合理调整电容量、负荷性质等因素。在前期的供配电系统规划中，为符合经济性、安全性、节能性要求，有关人员需从整体性角度把握诸多要素，如在规划电路时，应特别关注电负荷的容量值，在此前提下遵循合理性要求布置电路，使容量值被分配到指定区域，最大化降低损耗。根据供配电系统的运行经验，如电压值呈减小趋势，对供电半径的要求降低，此时线路损耗逐步减小。参考行业内的现行规范，供配电系统的线路规划长度需超250m，否则，如长度过小，供电过程中电压值忽高忽低[2]。另外，设计供配电系统时也需关注此系统的层次性特征，不同级别的电能都有各自的运行标准，所产生的电能损耗有高有低。为此，针对不同级别的电能消耗，相关人员必须从实际情况着手，制定行之有效的解决措施，以实现供配电系统的节能目标。油田生产作业中考虑到供配电系统的要求，一般将系统控制的分级数保持在3级以下，以实现节能降耗。在同等运行条件下，为达到最为理想的节能目标，一般应确定与线路标准相匹配的供电电压，此电压值过高或者过低都不利于保障系统的稳定性。实际上，电压与线路损耗为反比关系，如电压值越高，意味着越小的电能损耗，为此，设计人员需合理控制电压值。

2.2优化设计供配电线路

油田低压电气系统的运行过程中，一旦电流存在明显波动，将意味着电力输送中的电阻问题，而电阻会造成电能损耗，再加上供配电线路在运行期间还存在其他损耗，如缺乏合理化管理与控制，不利于提高低压电气系统的可靠性。为此，低压电气的节能设计中，有关人员需从线路整体和局部规划着手，从节能性方面考虑问题，保障线路的合理设置，减小电力输送中的能耗。当然，如要降低线路能耗，也需考虑线路自身问题，不同材质的线路，其电能损耗有显著差异，为提高线路节能消耗，设计人员需选择优质材质的线路，如铜芯、铝芯等，这两种类型的线路，阻隔性较好，能从源头上减小电导率[3]。此外，因为油田企业的生产规模较大，其生产作业中的电能需求多，电气线路较为复杂，一些线路在低压电气系统中十分重要，但部分线路则作用不大，这类型线路的能耗较高，为此，从节能性角度，相关人员在设计供配电线路时需合理控制导线长度，构成更为科学的供配电线路网络。低压线路的节能设计中，重点应分析变压器的具体位置，一般需将变压器布置在负荷中心，减小电能消耗。线路运行的全过程中，每一位置都有其对应的电阻与电压值，电阻与线路截面之间为反向变化关系，从这一角度要达到节能目标，前期设计中有关人员需综合诸多因素确定线路截面。

2.3选择配置变压器

油田低压电气系统中变压器必不可少，变压器选型、安装与运行都与系统安全性、节能性存在直接关系。为达到节能目标，有关人员在前期阶段应综合诸多因素选择变压器。当下电力行业发展的过程中，市场上出现了多种类型的变压器，每种变压器都有其优缺点、适用条件，实际的工作中应根据需求来配置[4]。容量为选择变压器时需考虑的一大指标，因为容量影响能耗，如选配的变压器容量较大，后续低压系统投入运行中，变压器运行异常，在较短的时间内可能发生负荷增大现象，电能利用率偏低，超出上限值的负荷变化将导致变压器内部压力增大，电能浪费多，不符合节能要求。从节能性角度可选择小容量变压器，提高能源利用率。但在选配小容量变压器时不可盲目进行，而需结合实际情况，否则，过小容量的变压器也不利于节能工作，因为变压器可能存在超载现象，导致更大的能耗。当前期选配好节能型变压器后，后续的工作中也需注意安装工作，由专业人员来安装，避免安装问题导致变压器在后续低效运行。

结束语：

低压电气系统的能耗问题一直是人们关注的重点和难点，为促进油田生产的高效化，各油田企业在电气节能方面展开了大量探索。但因为每个油田生产的复杂性，当下及未来的工作中专业人员需持续研究低压电气节能设计，采取专业化节能优化方法与技术，保障低压电气系统的可靠运行。

参考文献：

[1]王富,杨威,张安安,邹羽施,刘宁.油田配电网节能降损投资决策方法[J].电力工程技术,2022,41(06):125-133.

[2]朱传诗.海拉尔油田节能管理实践应用[J].石油石化节能,2022,12(09):65-69+74.

[3]杨彦冬,王向宏,关俊岭.塔河油田节能降耗工作策略的几点思考[J].石化技术,2020,27(09):141-143.

[4]吴晓.基于优劣解距离法与灰色关联融合的油田节能技术优选[J].化学工程与装备,2020,(11):38-41+43.