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20kV配电系统在油田应用探索 姜家厅 王晓港 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京10()191 f摘要】应用20kv配电相比10kv具有传输容量大、供电半径长、线损低及电压损失少等优点。目前国内部分工业园区与 城市陆续采用这一电压等级配电，取得较好效果。油田开发早期，由于受高压电机制造工艺的限制，形成6kv电压等级配电网 省工程投资及节能降耗具有重要意义。 『关键词1油田负荷20kv配电网节能降耗 1引言 油田电力系统是随着油田滚动开发逐渐建立起来的。油田电网分为输电网和配电网丽部分，输电电压一般包括220kV、 压注水电机，因此大多数油田选择6kV作为配电电压。近十几年，随着10kV高压电机制造T艺的成熟，新建油田选择lOkV作 为配电电压。个别油田采用35kv直配，但短路容量过大、变压器中性点电压位移、雷击过电压事故频发和配电系统造价高等 问题存在，应用的范围有限。 供电能力与距离的不足。目前的油田电力系统，电压级别多、配电电压低，导致电网综合线损高。 近年来，电力行业为降低电网能耗、提高供电能力，进行了电压等级序列的优化研究。我国国标《标准电压》2007版中已 将20kv列为标准电压；并已在部分地区进行试点和推广。油田负荷有其自身的特点，应用20kV电压值得探讨。 2油田电网和负荷特性 油田电网是随着勘探开发的进程而进行建设的，建设初期，通常是按照当时的勘探情况开发部署并确定变电站位置与规模。 随着滚动开发的进程，不断有负荷接人附近线路，造成线路越接越长，负荷分散，负荷中心偏移。 油田电网的主要用电设备为抽油机电机，感性负荷，运行时除消耗有功功率外，还需从系统吸收大量无功功率。 同一供电范围内的油井分布分散，油井之间距离远，有的甚至超过20km，线路末端压降偏大，致使电机不能在额定电压下 运行，同时由于抽油机启动需要较大力矩，抽油机电机和配电变压器配备容量偏大，形成电机与配电变压器负荷率低，能耗高。 335kV与10(6)kV电压应用情况 油田多应用110kv及以下电压进行供配电。由于10(6)kV供电能力不足，增加了35kV电压等级，大多油区形成 得不到保障。有的油田直接应用35kV配电，供电能力强、距离远，但线路投资高，雷击过电压事故多。 420kV电压优越性分析 (1)提高主变容量、减少电网建设和运行费用 受设备热稳定性能的限制，我国10kV电网短路电流限制在20kA以下，目前国内常规应用的1lo，10kv变压器最大容量为 63MVA。如低压侧采用20kV电压，可以适当增加主变容量，扩大变电站供电区域，从而减少变电站布点。也因为供电能力的提高， 配送同样功率的电力，所需要的出线数减少，从而很大程度上节约了站址用地和线路走廊用地。同时升高配电电压可以显著减 低变电站单位容量的造价，110，20kV变电站比110，10kV变电站的单位容量造价低约40％。有着显著的经济效益和社会效益[1】。 (2)增强线路传输能力、降低金属材料使用量 导线传输容量计算公式如下：s=√如Ⅳ，，彳 (1) 式中：S是导线传输容量，kvA；【，Ⅳ为供电线路的额定电压，kv；么为导线截面积，mm2；，／为导线经济电流密度， A／(mm2)。 据上式可知：电压南10kV升压至20kV后，在不改变原有线路导线规格的情况下，线路传输容量增加一倍。在负荷不变的 情况下，导线截面降低为原来的1／2，有色金属消耗量可减少一半。 (3)改善电压质量、降低线损 J×100％ 电压损失计算公式如下：△u％=kR+粤)／u．Ⅳ2 (2) ．．．式中i△竺．为供电线路电压损失百分数，％；P、蟛分别为线路传输有功功率和无功功率，kw、kvA；尺、x分别为 线路的阻抗和感抗，Q。 cos2妒) 线路损耗计算公式如下：△P=P2R(‰2 (3) 式中：△尸为线路功率损耗，kw；cos缈为功率因数。 由上两式可知：在线路传输功率和导线线径相同的情况下，采用20kV时的电压损失和线路功率损耗均为采用10kV时的 l，4，可有效保证电压质量、减少线路损耗。 5油田应用20kV电压可行性分析 微生物的代谢作用，使水中呈溶解、胶体状态的有机污染物质转化为稳定