油田電網(wǎng)分析與優(yōu)化

油田電網(wǎng)分析與優(yōu)化西安石油大學(xué)2010—2011學(xué)年第一學(xué)期

主講人：閆蘇莉班級(jí)：電氣0701~0704主要內(nèi)容第一章油田電網(wǎng)的特點(diǎn)4學(xué)時(shí)第二章油田電網(wǎng)潮流分布計(jì)算8學(xué)時(shí)第三章油田電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)6學(xué)時(shí)第四章油田電網(wǎng)網(wǎng)損計(jì)算方法6學(xué)時(shí)習(xí)題2學(xué)時(shí)考試2學(xué)時(shí)合計(jì)28學(xué)時(shí)第一章油田電網(wǎng)的特點(diǎn)第一節(jié)油田供電網(wǎng)第二節(jié)油田配電網(wǎng)第三節(jié)油田電網(wǎng)等值電路和參數(shù)計(jì)算第四節(jié)油田電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行第一節(jié)油田供電網(wǎng)一、油田電網(wǎng)的電源

1.地方電網(wǎng)：一般采用雙電源向油田供電；或一個(gè)正常供電，一個(gè)做備用電源。

2.自備電廠：大型油田或作業(yè)區(qū)偏遠(yuǎn)的油田需建立油田自備電廠，由地區(qū)電網(wǎng)和自備電廠共同供電。在一些中小型油田，為了確保供電的可靠性，也裝設(shè)有不少小容量的發(fā)電機(jī)組，以備地區(qū)電網(wǎng)供電不足或故障停電時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)和生活用電。我國(guó)還有一些地處邊遠(yuǎn)地區(qū)的油田，如新疆克拉瑪依油田、青海油田等，這些地區(qū)無(wú)地方電網(wǎng)，因此只能靠自備電廠供電。自備電廠多為火力發(fā)電廠，機(jī)組容量在6～200MW之間，其結(jié)線圖和運(yùn)行方式與一般火力發(fā)電廠相同。此外還裝有燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組和柴油發(fā)電機(jī)組。二、油田供電網(wǎng)的結(jié)線圖我國(guó)大多數(shù)油田供電網(wǎng)是經(jīng)110kV線路從地區(qū)電網(wǎng)取得電源，再經(jīng)油田供電網(wǎng)110kV樞紐變電所將電壓降為35kV后，由35kV線路送往各用電負(fù)荷中心，再降壓至6（10）kV，供給配電網(wǎng)。油田供電網(wǎng)：由110kV線路、110kV變電所、35kV線路、35kV變電所構(gòu)成的電力網(wǎng)絡(luò)。油田供電網(wǎng)110kV變電所結(jié)線油田供電網(wǎng)35kV變電所結(jié)線油田供電網(wǎng)35kV變電所聯(lián)絡(luò)線圖第二節(jié)油田配電網(wǎng)一、油田配電網(wǎng)的結(jié)線圖定義：

油田配電網(wǎng)是指由油田供電網(wǎng)中6（10）kV母線引出的6（10）kV線路、配電變壓器和0.38（0.22）kV低壓線路所組成的電力網(wǎng)絡(luò)。油田配電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：（1）配電網(wǎng)是由多條配電線路組成，每條配電線路則是由某一終端變電所6（10）kV母線呈放射狀供電。在配電線路出口處裝有測(cè)量?jī)x表，以監(jiān)測(cè)該線路的功率、電流、功率因數(shù)等輸出電量等。

（2）配電線路具有多分支、多負(fù)荷結(jié)點(diǎn)，并連接有多臺(tái)規(guī)格和型號(hào)不同的配電變壓器。調(diào)查資料表明，油田配電線路的負(fù)荷結(jié)點(diǎn)平均在30～40個(gè)，最多可達(dá)100個(gè)左右。（3）每條配電線路都設(shè)有與臨近配電線路相連接的開關(guān)裝置（如圖中的L），當(dāng)配電線路電源或線段故障停電時(shí)，還可以從臨近配電線路取得電源以確保線路的正常供電。3.油田配電網(wǎng)的結(jié)線圖二、油田配電網(wǎng)的負(fù)荷

油田電網(wǎng)負(fù)荷的特點(diǎn)1.油田電網(wǎng)負(fù)荷中抽油機(jī)、注水泵和聯(lián)合站用電占總用電量的90％以上；2.以上負(fù)荷大多數(shù)都是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(三相異步電動(dòng)機(jī))帶動(dòng)的泵類負(fù)荷。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，需要從電網(wǎng)汲取無(wú)功功率以建立定子旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁場(chǎng)。因此，功率因數(shù)較低，特別在輕負(fù)荷狀態(tài)下。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行于80％額定功率左右才是最佳運(yùn)行狀態(tài)。選用抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，按抽油機(jī)正常功率選擇電動(dòng)機(jī)額定容量是可以保證電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的，無(wú)需為加大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩而選擇較大容量的電動(dòng)機(jī)，避免造成“大馬拉小車”并使配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)變壞的后果。結(jié)論：選擇抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，應(yīng)按抽油機(jī)正常功率選擇電動(dòng)機(jī)的額定容量，以保證電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，避免造成“大馬拉小車”，使配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)變壞。第三節(jié)油田電網(wǎng)等值電路

和參數(shù)計(jì)算一、有名單位制和標(biāo)么制1.有名制

對(duì)任一電力設(shè)備，其運(yùn)行參數(shù)為：功率（S）、電壓（U）、電流（I）、阻抗（Z）或?qū)Ъ{（Y）。在有名單位制中，工程上常用單位為：視在功率S的單位：kVA（千伏安）或MVA（兆伏安）(有功功率P的單位：kW(千瓦）或MW（兆瓦）、無(wú)功功率Q的單位：kvar(千乏）或Mvar（兆乏））

電壓U的單位：V(伏）或kV（千伏）電流I的單位：A（安）或kA（千安）阻抗Z的單位：Ω（歐姆）導(dǎo)納Y的單位：S（西門子）根據(jù)電路的基本關(guān)系，這四個(gè)運(yùn)行參數(shù)滿足下式：根據(jù)電路的基本關(guān)系，這四個(gè)運(yùn)行參數(shù)滿足下式2.標(biāo)么制：運(yùn)用沒有單位的功率、電壓、電流、阻抗相對(duì)值進(jìn)行電網(wǎng)計(jì)算。根據(jù)電路的基本關(guān)系，基值亦應(yīng)滿足下式：

基準(zhǔn)值的選擇：通常只選取SB、UB，通過(guò)計(jì)算求出IB、ZB。通常取SB=100MVA，UB取平均額定電壓Uav。例：有三段不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，第Ⅱ段110kV電網(wǎng)為例，其升壓變壓器二次側(cè)額定電壓為121kV，降壓變壓器一次側(cè)的額定電壓為110kV,所以其平均額定電壓Uav=(121+110)/2=115kV。

第I段10kV和第Ⅲ段6kV電網(wǎng)的平均額定電壓分別為10.5kV和6.3kV。，變壓器T-1的變比：kT-1=l0.5／115，變壓器T-2的變比：kT-2=115／6.3。如果選取第I段電壓基準(zhǔn)值UB1=10.5kV，則UB2=115kV，UB3=6．3kV，即各段的電壓基準(zhǔn)值就是各自的平均額定電壓值，則發(fā)電機(jī)、變壓器的電抗標(biāo)幺值就不需按電壓歸算了。我國(guó)電網(wǎng)額定電壓的平均額定電壓值

在電網(wǎng)計(jì)算中，采用標(biāo)么制計(jì)算具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）當(dāng)采用標(biāo)么制時(shí)，對(duì)稱三相電路完全可以按單相電路的標(biāo)么值進(jìn)行計(jì)算，而與三相系統(tǒng)的聯(lián)接方式無(wú)關(guān)。（2）當(dāng)采用平均額定電壓作為標(biāo)么制的基準(zhǔn)電壓，則對(duì)多級(jí)電壓的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，不再需要進(jìn)行變比歸算。二、油田電網(wǎng)元件等值電路及參數(shù)計(jì)算1.發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，廠家應(yīng)提供其同步電抗和次暫態(tài)電抗的標(biāo)幺值。這些電抗值都是以發(fā)電機(jī)額定容量和額定電壓為基值所計(jì)算的標(biāo)么值，可換算為歐姆值：同步電抗：次暫態(tài)電抗：當(dāng)選取新的功率基值SB和新的電壓基值UB后，換算到新基值下的電抗標(biāo)么值應(yīng)為：當(dāng)采用平均額定電壓作為電網(wǎng)各電壓級(jí)的基準(zhǔn)電壓UB=UN時(shí)，則簡(jiǎn)化為：2．變壓器：變壓器是油田電網(wǎng)主要元件，應(yīng)用于油田電網(wǎng)的變壓器有雙繞組變壓器和三繞組變壓器。（l）雙繞組變壓器當(dāng)選取新的基準(zhǔn)功率SB，并以平均額定電壓Sav為基準(zhǔn)電壓UB時(shí)，換算到新基值下的標(biāo)么值：2）三繞組變壓器:油田電網(wǎng)用三繞組變壓器多為降壓型，繞組按高—中一低排列。各繞組的短路損耗可按下式計(jì)算：

由此可求得各繞組電阻值為：各繞組的等值阻抗電壓可按下式計(jì)算：由此可求得各繞組電抗值為：