文 _ 王新燕 勝利油田技術檢測中心

油田在役高耗能變壓器應用情況及改進建議

文 _ 王新燕 勝利油田技術檢測中心

國家發(fā)展改革委早在2 0 0 5年就將S L 7-30/10～SL7-1600/10、S7-30/10～S7-1600/10配電變壓器列為淘汰類產品。然而目前，中石化油田企業(yè)（包括勝利、中原、河南、江漢、江蘇）S7型系列及S7以前型號的高耗能變壓器就有8804臺，占在役變壓器總數量的33.25%；其容量約168.28萬kVA，占總容量346.51萬kVA的48.56%。可見，高耗能變壓器在各油田企業(yè)還占有相當大的比例，這既不符合國家法律法規(guī)和節(jié)能政策，同時也增加了變壓器的各項損耗，影響了各油田企業(yè)的節(jié)能減排工作。因此，我們對各油田企業(yè)的高耗能變壓器作了調研分析并提出改進建議。

1 在役高耗能變壓器應用情況

1.1 S7以前型號變壓器

按技術參數水平劃分，S7以下系列變壓器屬最老的第一、二代產品，20世紀80年代后期即已屬于淘汰類型。第一代產品稱為熱軋硅鋼片變壓器，是五、六十年代按照JB500-64部頒標準生產，以仿蘇為主的老產品，相應的型號主要包括：SJ型、SJ1型-SJ4型、SJL型、SJL1型等；第二代變壓器屬冷軋硅鋼片變壓器，其性能標準為JB1300～1301-73（1973年實施，所以又稱“73”標準），相應的產品有：S型、S1型-S5型、SL型、SL1型、SL3型等。

1.2 S7型系列變壓器

S7系列變壓器主要型號包括SL7型、S7型，屬于按照基礎標準GB1094.1～5-85和性能標準GB6451.1-85生產的第三代變壓器，但作為第二代向第三代的過渡產品，與S9、S11、S13等第三代變壓器的后繼型號和第四代非晶態(tài)變壓器相比較，其損耗高、效率低、性能差的缺點還是暴露無遺，國內生產廠家早已停產。

表1 江漢油田更換節(jié)能變壓器試驗數據對比

2 在役高耗能變壓器存在的問題

2.1 不符合國家及地方法規(guī)和政策

隨著有關部門和地方各級政府對重點耗能企業(yè)節(jié)能工作監(jiān)督檢查力度的加大，繼續(xù)使用高耗能變壓器可能將會給油田企業(yè)帶來高額罰款，造成不必要的經濟損失。

例如，山東省人民政府已根據《國務院關于加強節(jié)能工作的決定》、《山東省能源條例》制定了《山東省超標準耗能加價管理辦法》，明確規(guī)定：“使用國家和省明令淘汰的用能設備的，由節(jié)能行政主管部門責令其停止使用，并按照不超過該設備原值的百分之五十處以罰款?！庇捎谠谟傻胤秸鲗У摹扒Ъ移髽I(yè)能源審計”中，各油田分公司高耗能設備臺賬基本已被相關行政管理部門掌握，因此，若油田企業(yè)所在各省市均出臺相似管理規(guī)定并強制執(zhí)行，那么，僅勝利、中原、河南、江漢、江蘇五家油田分公司即面臨約5000萬元的罰金。

2.2 自身損耗大和能耗高

變壓器的自身損耗主要包括鐵損和銅損，即空載損耗和負載損耗。與S11型節(jié)能變壓器相比，S7型系列變壓器空載損耗平均高35%，負載損耗平均高25%，且S7以前型號變壓器損耗更高。按此測算，將高耗能變壓器全部更換后，勝利、中原、河南、江漢、江蘇等五家油田企業(yè)，每年僅變壓器損耗電量就可降低近1億kWh（年運行時間取8400h，容量、負荷不變）。同時，高耗能變壓器與新型節(jié)能變壓器相比，在油田生產現場，其自身損耗更易受到電網質量、負荷率、安裝位置、運行環(huán)境等因素的影響，如電網電壓波動較大、三相負荷不平衡、負載波動、供電半徑不合理、持續(xù)高溫天氣等都會造成運行效率降低、損耗增高。

江漢油田分公司于2006年分別選取了四個負載率不同的區(qū)塊，將4臺SL型變壓器替換為同容量的S11型變壓器進行對比試驗，監(jiān)測記錄顯示，更換后4臺總容量625kVA的變壓器后，年節(jié)約電量達3.73萬kWh。詳見表1。

2.3 影響系統(tǒng)節(jié)能改造效果

電力系統(tǒng)是油田企業(yè)生產的基礎。在役高耗能變壓器制約了供配電系統(tǒng)和注、采、輸系統(tǒng)節(jié)能改造的實施效果，尤其是對降低電力網損率和提高機采拖動電機效率影響較大。據中石化油田企業(yè)能源檢測中心測試報告顯示：與高耗能變壓器相比，新型節(jié)能變壓器可有效減小線路損耗1%～3%；在已安裝永磁同步電機的機采系統(tǒng)中，利用新型可自動調壓的節(jié)能型變壓器，機采井配電變壓器（一拖一）與拖動電機容量可在原有基礎上再下降2～3個等級，機采系統(tǒng)效率提高3%～8%。

2.4 存在較大運行隱患

在役高耗能變壓器存在使用時間長、老化嚴重，滲漏油現象普遍，介損值超標，絕緣水平逐年下降，故障率高等問題。容易導致突發(fā)性電氣事故；維修頻次多；維修工作難度大；維修費用高以及整體殘值低等現象，帶來了極大的生產運行風險和安全隱患。

3 對高耗能變壓器的改造建議及效益估算

對高耗能變壓器的淘汰更新改造方案要因地制宜，根據不同的現場條件采取不同的改造方案。單就更換高耗能變壓器而言，基本可分為以下兩種方案。

(1)方案一：對部分高耗能變壓器進行集中配電改造

目前，油田企業(yè)機采系統(tǒng)供電方式大多為單井單變，相關供配電系統(tǒng)損耗高，變壓器負載率低，導致容量浪費，供電方式不夠合理。方案一是對油井集中的生產區(qū)塊采用單臺變壓器供電，新建室內集中配電裝置，由集中配電室分別向相關油井供電，同時匹配相應的節(jié)能電機。該方式可以有效降低變壓器總容量與系統(tǒng)損耗，提高變壓器負荷率，提高供配電系統(tǒng)安全可靠度，便于供配電系統(tǒng)日常維護，降低維修運行成本，減少投資和向電網繳納的變壓器基本容量費等。

據統(tǒng)計，中石化股份公司油田企業(yè)約有28%左右的高耗能變壓器適于進行集中配電改造，主要集中在中原、河南、江漢三家企業(yè)以及勝利油田黃河北的部分油區(qū)。

該方案預計投資1.2億元，綜合投資回收期在3.1～4.0年。

（2）方案二：單臺更新改造

該方案主要針對機采井井距較大，不適用集中供配電的區(qū)域，以及計量站、注水站、聯(lián)合站等生產站點的高耗能變壓器，用新型S11節(jié)能變壓器進行單臺更新。該方案改造的高耗能變壓器約占總量的72%，預計投資1.6億元，考慮其間接經濟效益，投資回收期在4.0～5.3年。此外，對于單井單變的機采系統(tǒng)，宜采用“自動調壓變壓器加永磁電機”的系統(tǒng)改造方式，該方式會造成投資額略有增加，但投資回收期可減少0.8～1.5年。

以勝利油田為例，對其更新改造效益估算為：預計投資1.54億元，其中，更新S7以前型號變壓器1230臺，總容量23.35萬kVA，估算資金0.4億元；更新S7型號系列變壓器4646臺，總容量65.71萬kVA，估算資金1.14億元。經濟效益：每年節(jié)電2471萬元（4752萬kWh/a×0.52元/kWh=2471萬元/a）。投資回收期：5.0年。