摘要：当前能源消耗量较大，其带来的危机让我们感觉到压力山大，各行各业采取节能措施势在必行。只有这样才能够使节能措施得到有效改善，取得良好的节能效果，而节能措施在油田电气工程中的应用也成为目前关注的焦点。
关键词：节能措施；油田；电气；工程；应用
一、油田电气节能技术应用现状
在我国油田大部分进入后期开发作业时，随着油田含水率的增加，电能的消耗也迅速增多。目前我国大部分油田电网的接线方式多是放射式或干线式，如果在较长线路状况下，由于线路末端的电压比较低，就会导致抽油机的运行电压达不到额定电压，其电动机的转差增大，绕组温度升高，其绝缘老化的速率就会变快，影响电动机的正常性能和使用寿命，达不到最佳运转效率，而且电网功率损耗也会有明显的增加。同时，此种运行方式下，油田电网的负荷还要从运转系统中吸收产生的无功功率，这使得供电设备和其附属线路输出能量增大，损失更多的电压。据笔者实地调查研究发现，现油区内基本上都使用节能电动机，对注水泵供电也基本上采用变频器，压缩机供电部分采用变频器，为了更好地节能和限制启动电流，部分采用软起动方式。从上述得知，油田电气的节能技术还有很大的发展空间。
二、电气节能措施在油田中的应用
1功率因数的合理改善
1.1选用合适的异步电动机，控制无功功率的最小值。油田异步电动机消耗的无功功率计算式为：
式中QO为电动机空载运行时消耗的无功功率，PN和QN分别为额定负载运行时的有功与无功功率，P是电动机实际负载。从中我们可以看出，当有功负荷P减少时，负载系数β降低，无功负载的大部分是不变的，只有小部分按β2减少，这和有功需要量减少不成比例，功率因数变坏。因此应尽量选择容量接近其所带负载的电动机。利用一定的方法检测出负荷不足的大容量电动机，用小容量电动机来代替。
1.2无功补偿装置的使用
当依靠上述2.1方法对功率因数的改变不能满足经济运行的要求时，要使用无功补偿装置，在油田电网中，补偿装置选用的电容器一般为静电电容器，补偿方式有多种，效果最好的可以使用个别补偿和集中补偿相结合的方法。可以根据电容器的负荷变化进行若干的分组，依组授入或切除，这样方便在运行过程中随时调节电容器的容量。为了达到提高功率因数的效果，设置无功补偿装置电容器的容量计算方式是：
式中QC为补偿装置中电容器的容量，P为有功负荷，φ1和φ2分别为功率因数改变前后的相位角。但在油田的实际工作中，无功补偿装置设置还要根据油井和变压器的具体使用情况而定。
1.3平衡高峰和低谷用电，平均负荷
电网电能不能够存储，随着电网运行时间的变化，用电负荷也在变化，这就使得在用电高峰和低谷时期，其电力出现紧缺和浪费的现象。电网运行中线路运损耗与用电高峰低谷差和时间有关系。研究表明，线路运行时，其负荷不均衡时的损耗要均衡条件下的损耗，电能损耗和负荷的大小呈正相关。我们可以假设，从系统运行来看，如果抽油机的运行是如下状况：（1）三相功率平衡；（2）电流波动正常，无功功率的吸收恒定；（3）起动电流或冲击涌流较小；④功率因数恒定不变为1。在这些状况下，抽油机能够达到很好的节能效果，在这种设想下，人们创造了负荷质量调节器，此设备通过无功和负序补偿相结合、源滤波、短时有功支持等方式调节抽油机的负荷达到上述理想条件，从而改善抽油机的性能，达到节能的效果。
2实施综合节能技术
根据油区现场实测并谨遵油田电网和电流负载的节能降耗原则，可以得出一些切实可行的办法以完善出一套综合节能技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此首先要理清节能思路，再进行方式方法的汇总，凡是欲速则不达，而节能又是一项长期的工程，所以首先着眼于细节，再展开整体的节能方案。
首先，改善设备使用与操作情况。异步电动机是减少线路输送中无功功率的佳选。该设备在空载状况下运行，需要的是油田电网所消耗的无功功率，它表明了电动机的实际负载量。因有功负荷与负载系数呈正相关，所以电动机的容量应与其负载量接近来产生最低馈的校验功率因数。为避免因用小容量电动机代替大容量电动机而负荷不足的现象发生，可以用钳形电流或利用测量负荷曲线的办法来确定所需容量大小，及时跟换负荷不足的电动机，防止因小失大的事故。在需要增设无功补偿装置时，尽量吻合油田电网的特点，用静电电容器配合集中补偿与个别补偿相结合的办法来调节电容器的容量，提高功率因数，增加模块增大无功电源容量。
其次，改善并改造节能技术。由于电能不能存储，用电量在运行时经常变化，容易造成用电短缺，发电浪费的现象。在线管技术人员的报告中曾提到线路运行中产生的能耗与峰谷差和峰谷持续时间长短有关，路损耗的大小和电流增量大小和各增量持续时间长短有关。而这正是抽油机工作时的长期问题，因此我们要将技术目标设定为：稳定、无谐波的正弦电流吸收，功率平衡，无大的电流波动。若我们的技术能够达到这样的标准，则所有的问题就将得以解决。例如，以并联型电力有源滤波器的直流母线与储能设蔷及其斩波控制电路结合配置为主电路拓扑实质的负荷质量调节器就是一个很好的概念性尝试，它达到了抽油机负荷的理想，并实现了改善用电质量和节能的目标。同样，因调速要求很强的电动机应运而生的变频调速技术就具有非常客观的节能效益，不仅避免电动机能耗的浪费，还能提高电动机运行效率，甚至降低电动机空载运行损耗，可谓一举多得。
3降低发电耗能
在油田生产过程中的发电阶段，优先考虑使用可再生能源和低消耗发电机组。在发电工作中，可考虑使用风能、太阳能、小型水库水电、海洋能等可再生能源进行发电。也可在采用火力发电时，选择易燃且燃烧效率高的燃料作为火力发电原料，以达到其发电效率最佳的目的。在采用发电机发电时，提高发电机的工作效率，在保证发电机的正常运行的前提下尽可能的减少发电机的燃料消耗；
4选择适当的变压器
油田中使用的变压器的不同类型和不同容量配电器，其电能消耗也不相同。油田应根据符合自身实际生产需求条件情况采用合型式和容量都适合的变压器。变压器供电的稳定运行能够确保电能的有效利用，减少电能损耗。同时，对变压器的数量进行调整，减少油田中过多的变压器，提高变压器的运行效率。可采用并列性双位变压器，当一个变压器正常供电运行时，另一个变压器备用，这样有利于保持变压器运行的稳定性，确保变压器的供电效率。将油田中不使用的变压器撤除以免其继续耗电，优化油田的电网布局；
5输电线路降损减耗节能
油田在供电过程中，输电线路的有效供电是确保电能不被耗费的重要因素。在输送电力的使用导电线可以铜芯线代替铝芯线，因为铜的导电性要比铝的导电性高，能够降低线损。在输电导线横截面的选择上，要根据导线所需输送电量来决定，导线横截面的选择要与导线的输电实际承载量相对应，可在合理有效的范围内增大导线线径，这样能够使导线的安全系数得到一定的提高，而且能够大大的减少电能的损耗，从而达到提高油田企业经济效益的最终目的；
结束语
综上所述，在油田电气工程中，节能措施的应用必须在合理的范围内。我们要提高供电系统节能降耗的应用，但是也要在一定的程度上把握各个环节和技术的应用，工程人员必须通过不断学习国外先进技术的情况下研发符合我国当地油田电气工程的特点和要求的设备与技术，解决电气工程后期所面临的各种问题和条件。实现油田电气工程的开发实现最终保持经济效益和环境效益，实现双向平衡，促进我国油田电气能够充分得到相关的保护，满足日常生活的需要。
参考文献
[1]李韧.当前油田电气节能探析[J].中国新技术新产品，2017，21：154.
[2]王慧崎，蒋秋霞.江麓研制成功油田用高效节能永磁同步电机[J].中国军转民，2017，10：39.
论文作者:蒋磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/19
标签：油田论文; 电动机论文; 负荷论文; 节能论文; 变压器论文; 功率因数论文; 电网论文; 《基层建设》2018年第14期论文;