【摘要】本文結(jié)合克拉瑪依油田油區(qū)負(fù)荷性質(zhì)現(xiàn)狀，在分析油田配網(wǎng)系統(tǒng)功率因數(shù)長期偏低原因的同時，通過對無功補償原理、作用、方式和安裝位置的論述，針對油區(qū)配網(wǎng)改造后所獲數(shù)據(jù)，進(jìn)一步論證線路無功補償裝置在油田配網(wǎng)應(yīng)用中的實效性和經(jīng)濟性。

【關(guān)鍵詞】功率因數(shù) 線路無功補償裝置 負(fù)荷 線損

相對于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)，克拉瑪依油田油區(qū)配電系統(tǒng)的功率因數(shù)長期偏低，一般油區(qū)在0.65～0.8之間，個別油區(qū)最低時在0.55左右。根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查，一般油區(qū)多以抽油機負(fù)荷為主，約占油田總負(fù)荷的60%，提高這類負(fù)荷的功率因數(shù)高低是決定油田整體配電系統(tǒng)功率因數(shù)高低的關(guān)鍵，然而抽油機負(fù)荷是一種依抽油機沖程作周期性變化的負(fù)荷，針對抽油機進(jìn)行的就地?zé)o功補償根本達(dá)不到預(yù)期的效果。況且油區(qū)配電網(wǎng)線路長，負(fù)荷季節(jié)性與晝夜性變動大，若直接在10kV線路上安裝無功補償裝置，將功率因數(shù)值提高到0.9以上，就可以減少無功在線路上的流動、減少網(wǎng)損、提高經(jīng)濟效益、節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。

1 無功補償綜述

1.1 無功補償?shù)脑?/p>

電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分：一是有功功率，二是無功功率。直接把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌埽眠@些能做功，稱為有功功率；不消耗電能，把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，這種能作為電氣設(shè)備能夠做功的必備條件，稱為無功功率。安裝電容元件，使電感電流與電容電流相互抵消，使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小，從而提高電能做功的能力，這就是無功補償?shù)脑怼?/p>

1.2 無功補償?shù)淖饔?/p>

（1）提高電壓質(zhì)量，減少電壓損失；

（2）減少配網(wǎng)設(shè)備功率損耗，降低線損；

（3）提高輸變電設(shè)備的供電能力，使電氣設(shè)備的容量得到充分利用；

（4）提高發(fā)電機的有功功率輸出。

1.3 無功補償?shù)姆绞?/p>

無功功率存在于整個油田電力網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)供配電方式的不同存在著以下四種不同的補償方式：

（1）集中補償（如圖方式1）；

（2）低壓側(cè)分組集中補償（如圖方式2）；

（3）中壓側(cè)戶外柱上安裝無功自動補償裝置進(jìn)行無功補償（如圖方式3）；

（4）直接對用戶末端進(jìn)行無功補償（如圖方式4）。

針對油區(qū)配網(wǎng)線路較長，油井負(fù)荷分布不均，冬夏季負(fù)荷變化較大，油田電網(wǎng)在上述無功補償?shù)哪Ｊ街校瑧?yīng)優(yōu)先實施10kV線路的集中補償，利用10kV線路無功自動補償裝置進(jìn)行油田配網(wǎng)線路無功補償?shù)拇_是一條投資小、見效快、收益高、切實可行的、能較大幅度降低線損，提高電能質(zhì)量的有效途徑。

1.4 補償裝置在配網(wǎng)線路上安裝位置的確定

油田配電線路中，產(chǎn)生的線路損耗大小受多種因素影響，即使在同一傳輸負(fù)荷下，負(fù)荷分布狀況不同，其損耗大小也各不相同，配電線路上電容的安裝組數(shù)越多，降損效果越大，但相應(yīng)運行維護(hù)難度隨之加大，也增加了工程投資，而隨安裝組數(shù)增加，對應(yīng)于增加單位補償容量所得到的無功線損下降率減少。因此，沿線的無功補償點以安裝一兩處為適宜，可以直接連接于主干線上和較大的分支線上，每個補償點的容量一般不超過200～600kvar，具體配置原則如下表2：

2 線路無功補償裝置應(yīng)用

2.1 油區(qū)配網(wǎng)現(xiàn)狀

為提高油田負(fù)荷功率因數(shù)，平衡無功，降低線損及壓降，在部分老油區(qū)進(jìn)行配網(wǎng)改造，在油區(qū)配網(wǎng)線路中增設(shè)高壓無功補償裝置，線路的主要運行參數(shù)見表3。

2.2 改造內(nèi)容

表3配電線路上分別裝設(shè)柱上高壓無功自動補償裝置，使各條線路的功率因數(shù)達(dá)到0.96以上，負(fù)荷分布狀況為均勻分布，根據(jù)表2和表3內(nèi)容確定電容器安裝容量和安裝組數(shù)，滿足配網(wǎng)運行要求。

3 節(jié)能分析

以九淺變出線九井七線為例，根據(jù)供電公司提供該線路測試數(shù)據(jù)：2012年5月供電量90.61萬度，線損電量13.41萬度，補償前COSΦ1=0.65，補償后COSΦ2=0.96，線損率14.8%。線路改造后，經(jīng)濟效益顯著，線損率由14.8%下降至7.4%，月線損降低約72414=13.41×10000×54%=72414 kW·h

補償后當(dāng)月線損率=線損電量/供電量×100%=（13.41-7.24）/（90.61-7.24）×100%=7.4%

若按一年計，每度電按0.5元計算，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益為：

72414 kW·h×12×0.5=43.45萬元/年

4 結(jié)論

綜上所述，針對油田電網(wǎng)用電負(fù)荷的特殊性，在油區(qū)配網(wǎng)線路無功缺額較大的地方合理補償無功，增設(shè)柱上高壓無功自動補償裝置，不僅可以有效提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低線損，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量，而且還可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益，對減少油田電力系統(tǒng)一次投資、提高電網(wǎng)供電安全性和可靠性將產(chǎn)生積極的推動作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 虞忠年，陳星鶯，等.電力網(wǎng)電能損耗[M].中國電力出版社

[2] 金哲，等.節(jié)電技術(shù)與節(jié)電工程[M].中國電力出版社

[3] 孫美君，吳曉斌，等.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].中國電力出版社

作者簡介

王鵬，2000年畢業(yè)于北方交通大學(xué)用電管理專業(yè)，電氣工程師。