油气田联合站10（6）kV变电所合一设计.pdf

油气田联合站 1 0 6 k V变电所合一设计 王 金 龙 大庆油田工程有限公司 摘 要 为控 制 油 气 田 大、 中型站 场 设计 投 资 和 运行 成 本 ，达到 集 中监 控 、无人 或 少人值 守 的 自动化水平要求 ，联合站 内1 0 6 k V变电所应考虑合一设计。1 0 6 k V变电所合一设计具 有减 少配电变压器、配电装置 、高压电源回路 、 ． 值班人 员、占地面积和建筑面积等优点 ，但设 计人 员在 设计 过 程 中 ，需 注意低 压 配 电 系统短 路 电流 大 、低 压 配 电线路 数 量 多、 线路 电压损 失 大 、线损 率 高 、变 电所运行 数 据如何 采 集等 问题 。 关键词油气 田；联合站；变 电所 ；监控 ；设计 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 - 6 8 9 6 ． 2 0 1 5 ． 9 ． 0 3 1 油气 田联合站内的1 0 6 k V变电所是为站内 低 压 用 电设 备供 电 的场 所 ，主要 由高 压 电源 线 路 、 配 电变 压 器 、低压 配 电室 和低 压 配电线 路组 成 。 目 前 很 多联合 站 内 的原油 脱水 站 、原 油外 输站 、污水 处 理 站 、配 制 站 、增 压 站 、注 入 站 等 站 场 单 独 建 1 O 6 k V变 电所 ，并配备 电力专业值班人员 。为 控 制油 气 田大 、中型 站场设 计 投资 和运 行成 本 ，达 到集 中监 控 、无 人 或 少 人值 守 的 自动 化水 平 要 求 ， 站 内 1 O 6 k V变 电所 应考 虑合 一设 计 。 l 合 一设计 的主要优 点 1 配 电变压器减少 。联合站 内每座 1 O 6 k V 变 电所常装设 2 台配 电变压器 ，少建 1 座变电所就 意味着少建 2台变压器 。另外变电所合建后变压器 的总容 量 通常 比合 建前 变压 器 的总 容量小 。 2 配 电装 置减少 。变 电所合 一设 计 时 ，变压 器 高 压侧 开关 、低 压侧 母 线 、进线 柜 、母 联柜 、电 容器 补偿 柜 、馈 电柜 、电压互 感 器柜 等配 电装 置 都 能相应 整 合 。 3 高压 电源 回路 减 少 。联 合 站 内 1 0 6 k V 变 电所 通 常 由 3 5 k V变 电所 供 电 ，每 台变压 器 有 一 回电源 引 线 ，并 占用 3 5 k V变 电所 内的一 台高 压 开 关 柜 。 1 0 6 k V变 电所 数 量 越 少 ，对 3 5 k V变 电 所出线 回路需求量就越少 ，这会 降低 3 5 k V变 电所 和 l 0 6 k V电源线 路 的投资 。 4 值班 人 员减 少 。站 内变 电所 常规 采用 有 人 值守模式 ，每座变 电所值班人员少则 6 人 ，多则 1 0 人 。当将 多 座变 电所 合一 设计 后 ，即使仍 然采 用 有 人值 守模 式 ，值 班人 员 的数 量也会 成 倍减 少 。如 果 变 电所 采用 无人 值 守模式 ， 由站 内监 控 中心 人 员对 变 电所 实行 远程 管理 ，将 减少 更 多的 员工数 量 。 5 占地和 建筑 面积 减 少 。站 内有人 值 守 的变 电所 ，有 的设 单独 的值 班 室 ，有 的是将 低压 配 电室 面积 适 当增大 ，低 压 配 电室兼 作值 班 室 。当若 干个 变电所整合设计后 ，由于值班人员总数减少 ，就不 需要 原 来那 么 多 的空 间了 。另外 ，变 电所 高 、低 压 配 电装 置 减少 后 ，变 电所 的 占地 面 积 和建筑 面 积 自 然 也会 减少 。 2 合 一设计 需要注 意的问题 变 电所 合 一设 计也 会带 来一 些 问题 ，设 计 时需 要 加 以关 注 。 1 低 压 配 电系统 短路 电流 增 大有 可能 给低 压 电器选 择 带来 困难 。变 电所 合一 设 计时 ，单 台变 压 器 的容 量会 相 应增 大 ，这会 引起 低 压 网络短 路 电流 增 大 。而低 压 电器 选择 的一 个条 件 是按 短路 工作 条 件 选 择 ，即 可能 通 过 短路 电流 的 电器 如 刀 开关 应 尽 量满 足在 短路 条件 下 短时 和峰 值耐 受 电流 的要 求 ；断开 短路 电 流的保 护 电器 如 低压 断路 器 应 尽量 满足 在短 路 条件 下分 断能 力 的要求 。如果 低压 网络 短路 电流 太大 ，有 可 能选择 不 到合 适 的低压 电 器 或 满足要 求 的低 压 电器价 格太 高 。为 避免 变 电所 低 压 侧短 路 电流 过大 ，在 设计 变 电所 时 ，应 注 意变 压器容量的选择 ，宜遵从 { 2 0 k V及 以下变电所设 计 规 范 中的规定 变 电所 中低 压 为 0 ． 4 k V 的单 台 变压 器 的容量 不 宜 大 于 1 2 5 0 k V A ，当用 电设 备容 量较 大 、负荷 集 中且 运行 合理 时 ，可 选用 较 大容量 的变 压 器 。 目前 ，大庆 油 田 1 O 6 k V变 电所 配 电 变压 器 的最大 设计 容量 为 2 0 0 0 k V A。 2 低压 配 电线路 数 量会 增加 。联 合 站 内重要 负荷 多 ，低压 配 电方 式是 以放 射式 为 主 ，树 干式 为 辅 。放 射式 是 以变 电所 为 中心 ，从配 电母 线 上引 出 一 回线路直接 向用 电设 备配 电，沿线不接其 他负 荷 。树 干式 配 电方式是 从 配 电母 线 下转 第 7 5 页 一 7 2一 油 气 田地 面 工程 h t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c o rn 根 据该 油 田的供配 电电 网特点 和 电网负 荷波 动 情况 ，选择 杆 上补 偿方 式 ，对 输 配 电 电网进 1 ] 无功 功率补偿 ，以提高该电网线路 的功率 因数 ，降低线 路损耗 。选择在输配 电线 路上 电网负荷 较多 的地 方 ，安 装 无 功 功率 补 偿 装置 。 图 2 所 示 为该 油 田供 配 电 电 网 无 功 功 率 补 偿 设 计 图 。供 配 电 电 网改 造 后 ，电网功率 因数显著提高 ，达到 0 ． 9 6 5 ，电网电 压输出稳定 ，油 田生产设备运行稳定 ，电网损耗降 低 ，节 约 了大 量 电能 。 图 2供配 电电网无功功率补偿 设计 B C 仪 表 电 信 4 结语 随着油 田生 产 规模 扩大 ，油 田供 配 电系统 出现 了设备 、线 路 老化 的 问题 ， 电网输配 电线 路 变长 导 致 线路 的压降增 大 、线 路输 电电压 波动 大 、电压 质 量 降低 。同时 ，由于 电网 负载变 多 ，油 田电网 的功 率 因数 降低 、无功 功率 损耗 增 大 、电 网电能 损耗 增 多 。因此 ，需要 对 油 田供 配 电系统 进行 改造 。对 河 南 油 田供 配 电系统 进行 无 功补偿 ，可提 高 电网 的功 率 因数 ，稳定 电网 的输 电电压 ，减 少 电网线 路损 耗 和 电能损 耗 。 参考 文 献 [ 1 】 樊 春林 ．高压无 功补偿技 术在杏南 配电网的应 用[ J ] ．油气 田地 面工程 ，2 0 1 1 ，3 0 9 6 7 6 8 ． [ 2 】 马 占寒 ，马春 国 ，张伟 ，等前大油 田供配 电系统优化设计[ J 1 ． 油气 田地面工程 ，2 0 1 3 ，3 2 1 1 1 0 7 1 0 8 ． [ 3 ] 苏 艳． 油 田配 电网的 自动化设 计『 J 1 _油气 田地 面工程 ，2 0 1 3 ， 3 2 1 6 8 6 9 ． [ 4 ] 张锐 ．油 田配 电网无 功优 化 的研 究 [ D 】 ． 北京 中国石油 大学 北 京 ，2 0 0 9 2 2 - 2 5 ． 收稿 日期2 0 1 5 0 6 1 7 栏 目主持关梅君 上 接 第 7 2页 引 出一路 配 电干 线 ，若 干个 用 电负 荷从该干线上接 出分支线供 电。如果变电所合一设 计 ，距 离变 电所 较 远 的用 电设 备需 用 较长 的低 压 配 电线 路 送 电 ，因此 会增 加全 站 低压 配 电线 路 的长 度 和投 资 。解 决此 项 问题 的最 有 效途 径 是合 理确 定 变 电所 的位置 。变 电所建 址应 靠 近 负荷 集 中 、单 元 设 备容量大的工艺站点 ，必要 时，通过优化算法在一 定 范 围内搜 索最 佳 站址 。 3 低 压 配 电 线 路 的 电 压 损 失 和 线 损 率 会 增 大 。 当低压 配 电线 路有 电流通 过 时 ，既会 产 生 电压 损 失 又会 引起 电能 损耗 。对 于输送 电流较 大 的配 电 线路 ，当线路过长时 ，容易使线路末端电压过低从 而达 不 到供 电指 标 要求 ，另外 线损 过 大也 不利 于 节 能 。解决 此 问题 需 要合 理分 配 每条 配 电线 路 的输 送 功率 。对 于 长距 离 、高 负荷 配 电线 路 ，宜 适 当增 加 配 电线路 的导线 截 面 ，并采 取 就地 补偿 无 功功 率 来 提高 配 电线路 的运行 功率 因数 。 4 变 电所 运 行 数 据采 集 量 大 。 1 0 6 k V变 电所 运行 过 程 中 ，需 要 定期 记 录 电压 、电流 、有 功 电量 、有 功 功率 、无 功 功率 、功率 因 数等 参数 。对 于较小 规 模 的变 电所 ，人工 记 录这 些参 数 的数 据量 不 大 ，也 不容 易 出错 。但 当变 电所 规模 增 大到 一定 程度时 ，值班员记 录运行参数的工作强度会很大 ， 又 由于 此 类 工 作 单 调 ，容 易让 人 产 生 枯 燥 厌 烦 情 绪 ，甚至发生记录错误现象。由于合一设计的变电 所规模较大 ，依靠人工采集运行数据的准确性难 以 保证 。解 决此 问题 的有效 方式 是按 油气 田地 面工 程 数字 化建 设规 定 ，依 托站 内监 控 中心对 生产 运行 数 据 自动采 集监 控 ，以提 高变 电所 运行 管理水 平 。 3 结语 目前 很 多 联 合 站 内 的 原 油 脱 水 站 、 原 油 外 输 站 、污水 处理 站 、配 制站 、增 压站 、注 入站 等站 场 单独建 1 0 6 k V变 电所 ，并配备电力专业值班人 员。油气田联合站内的1 0 6 k V变电所合一设计 有诸 多好 处 ，也有 限制条 件 ，设 计 人员 需要 结合 具 体工 程认 真考 虑设 计方 案 。 参考 文 献 【 1 】 程浩 中 ，黄强 ．配电系统 规划 中变 电所选址方 法研究【 J 】 ．供 电 用 ，2 0 0 5 ，2 2 1 4 - 7 ． [ 作 者 简 介] 王 金 龙 高级 工 程 师 ， i 9 9 1 年 毕 业 于 西安交通 大学电力系统及其 自动化专业，从事规划 设 计 工作 。 0 4 5 9 5 9 0 3 8 0 5 、wa n g j l d o d p e t r o c h i n a ． c o n． c n 收稿 日期2 0 1 5 - 0 3 - 1 3 栏 目主持关梅君 油气 田地 面工程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c 。 m 一7 5