谈述整装整装油田产能工程供配电设计

【摘要】某能源公司油田产能建设工程供配电的设计，通过采用新设备、新技术、新工艺，并结合实际，合理技术路线，提高了供电的安全性、可靠性和电压质量，从而减少投资，获得了显著的经济效益和社会效益。
【关键词】 变电所 杆塔防冻胀防盗 环网供电 高低压配电系统 电容补偿 节能
工程概述
某能源公司油田建于2004年，地处吉林省境内，各区块成西南－东北向分布，地势低洼，大部地区为草原、沼泽地，平均海拔高度130米。根据该公司油田开发部署方案，3年后可建产能40万吨，总计钻井430口，其中油井326口，注水井108口，抽油机功率30kW。
为满足该油田供电需要，开发初期建集中处理站一座，站内设置10/0.4kV中心配电室2座，为站内设备供电，另外设置一台柴油发电机组，作为站内备用电源；站外建2x4000kVA,63/10kV总降压变电所一座，为该变电所供电，新建60kV送电线路一条，“T”接于油田专用60kV线路，长度9.5千米；新建10kV配电线路6回，总长度30千米，配电变压器32台，为站外各区块供电。
技术路线
综合某能源公司油田各区块分布的地理位置、开发方案及该地区的自然环境、电源情况，确定如下设计技术路线：

1、总体规划

某能源公司油田拟开发区块6个，分三期开发，预计总用电负荷6000kVA，初期开发油井由已建变电所供电，油井少时，已建变电所可以满足要求，随着开发规模的不断扩大，用电负荷的逐步提高，已建变电所满足不了整体供电需求，因此在该区域需新建一座60/10kV变电所来满足该区的总体供电需求，按最终规模做总体设计，所址选在负荷中心地带，10kV线路供电半径可覆盖整个油区。

2、分步实施

为降低投资风险，建设初期，变电所建设规模确定在满足二期用电兼顾三期用电基础上。因此，主变初期选择为4000kVA，主变基础按10000kVA预留；高压室按总体规模预留出位置，可随时增加供电回路。初期只建一回60kV线路，开关厂预留出另一回60kV线路进线位置，为保证供电可靠性，站内建一台柴油发电机组作为站内保安电源。待开发规模达到一定程度后，再更换主变，建另一回60kV线路，站内柴油发电机组可作为该区接转站的备用电源。

3、远近结合

某能源公司油田各区块中，B316区块在B306区块北部，与B306区块相毗邻，考虑到后期的开发用电，新变电所建成后，原来由B306变电所供电的B304、B305区块的油井可由新变电所供电，从而减轻了B306变电所的供电负荷，B306变电所完全有能力满足B316区块的用电需求，且新建10kV线路短，工程投资少，电压质量高。原来的由B306变电所到B304区块的10kV线路可作为两个变电所的联络线，整体供电能力和供电可靠性都可得到有效提高，为后期开发用电奠定了坚实的基础。

4、合理布局

新变电所建成后，直接涉及到的问题就是新建线路与已建线路的结合问题，原有的10kV线路线径细，且因近几年的滚动开发，造成整个油区供电线路与整体开发形势极不协调，线路走向与分布不合理，为此，我们对10kV线路进行了精心调整，既要使线路布局合理，又要尽量利用原有线路，避免浪费，充分利用原有的10kV干线，只对部分线路进行了调整，使得整个供电系统布局更加趋于合理。

5、降低风险投资

经计算，建设初期，主变选择为4000kVA，比直接建6300kVA主变每年可节省基本运行费用41.4万元，且只建一回60kV线路，站内建一台300kW柴油发电机组，这样既满足了规范要求，又减少初期基建投

摘自：毕业论文格式设置www.udooo.com

资380万元。
关键技术的应用

1、杆塔防冻胀防盗技术

该区域地势低洼，属于沼泽、草原地带，大面积积水，某年夏季，大水将大部分线路冲毁，冬季冰冻，使电杆在冰面部分冻裂，电杆严重倾斜，最严重的线路导线距冰面高度仅有4米左右，严重威胁生产和人身安全。本次设计，总结过去的经验，低洼地带采用底段实心钢筋混凝土电杆，基础采用加固处理，有效地防止了电杆冻裂造成线路倾斜现象，另外60kV线路转角杆全部采用铁塔，杜绝了以往60kV线路转角杆拉线被盗、转角杆倒杆，造成大面积停电事故的发生，有效地提高了供配电线路的运行可靠性。

2、环网供电技术

新变电所建成后，专门建一个10kV线路出口，与已建的B306变电所10kV线路相连，经技术处理，两个变电所之间可实现10kV环网供电，当任意一个变电所停电时，另一个变电所可通过联络线为停电所供电，提高了该区的整体供电可靠性和供电能力。

3、高低压配电系统联合补偿技术

某能源公司油田供配电系统，主要负荷为感应式电动机及变压器，电力系统除供给有功功率外，尚需供给大量无功功率。由于无功电流通过电力系统，导致配电设备能力未能得到充分利用，并引起以下损害：功率因数越低电能损失越大，电能损失与功率因数值的平方成正比。功率因数越低电压降越大。由此可知，对无功进行补偿、提高功率因数是十分重要的。因此在工程设计中，除在变电所、低压配电室进行集中补偿外，在10kV线路及井场配电箱内也进行了就地补偿，使无功功率就地消耗，提高了系统的整体功率因数，试验表明，井排线路补偿前的自然功率因数只在0.5左右，本工程通过补偿后，系统功率因数在0.8到0.9之间，电能损失降低了61％。10kV线路年节省电量6万kWh。

4、硅橡胶绝缘材料技术

在60kV送电线路设计中，采用了质量轻、耐压水平高、应力大的硅橡胶绝缘子代替普通的瓷式绝缘子串，既增加了线路的绝缘性能又减轻了施工劳动强度。硅橡胶绝缘子每串重量只有3.5kg,是瓷式绝缘子每串重量的1/5。施工人员很容易在杆上安装。避免了瓷式绝缘子在安装和吊起过程中与电杆、横担碰撞造成破损现象的发生。
60kV及10kV避雷器均采用复合硅橡胶绝缘氧化锌避雷器；60kV开关场采用硅橡胶绝缘子，10kV进线及真空断路器下侧均装设氧化锌避雷器，10kV电压互感器中性点装设了消谐电阻，10kV进户母线及高压柜内部分母线采用热塑绝缘材料，提高了变电所大气过电压和操作过电压能力，使变电所整体耐雷水平及供电安全性、可靠性得到了大幅度提高。

5、微机自动化综合保护技术

变电所采用微机综合自动化装置，实现微机控制、保护方式，代替传统的继电器控保方式，提高供电的安全性和可靠性。该微机综合自动化装置具有“微机五防”功能，“小电流接地选线功能”、“操作票演示功能”、“故障录波功能”；并具有遥信、遥测、遥调端口。微机变可节省大量的控保设备，减少建筑面积，减少电缆长度，节省投资。

6、无油化技术

60kV侧采用六氟化硫断路器替代油断路器，10kV及以下屋内电气设备包括1）所用变采用干式变压器2）断路器采用真空断路器3）PT、CT采用干式结构等，使屋内电气设备实现了无油化和免维护，防火性能得到了提高。

7、节能变压器技术

在井排线路配电设计中，10/0.4kV配电变压器均采用S10-m型，全密封结构，20年免维护，降低维护费用。S10型配电变压器比S7型节省空载损耗20％，节省负载损耗25％,本工程已投运的配电变压器可节省电能损耗14万kWh。
四、结论
综上所述，在某能源公司油田供配电设计中，结合工程实际，采用的七项先进实用技术，使供电的安全性、可靠性和电压质量都得到了提高。节省投资380万元，节省基本运行费41.4万元/年，节省电能20万kWh/年，折合人民币9万元，（电价0.45元/kWh）。
以较少的投入，获得了良好的经济效益，使供配电设计的各项经济、技术指标均达到了同行业的领先水平，满足了开发生产的需要，受到用户的好评，从中积累了成功的设计经验，为后续开发的其它低渗透油田在供配电设计方面所借鉴。
参考文献
1．《工业与民用配电设计手册》 中国航空工业规划设计研究院 组编
2．《石油天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）
3．《3~110kV高压配电装置设计规范》（GB50060-92）
4．《低压配电设计规范》（GB50054-95）
作者信息：1979年出生，2003年毕业于北华大学自动化专业，从事强弱电设计工作，工程师。