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抽油机 节电的技术概述

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抽油机 节电的技术概述

发布日期:2018-05-09 作者: 点击:

针对节 电的技术主要有两大类:

1)开发不 同类型的抽油机节能电机。如高转差率电机、三相永磁同步电机、抽油机 高起动转矩双定子结构电机和电磁调速电机等。

2)使用节能配电箱。如定子绕组Y-△转换调压、电容器 动态无功补偿及静态无功补偿、可控硅调压、液态电阻软起动、变频电源等

一、抽油机节能电机

抽油机

1)超高转差率电机

据称在 美国油井上已安装几万台,节电率达20%。但在我 国实测结果是超高转差电机只在轻载30%以下负 载时有节电效果。主要原因:首先要 使用超高转差率电机节电,对象必 须是振动载荷大的井。其次要 求电机的转差率要适度,不可过高,一般说各大油田,电机转 差率的最大值不能超过6%-8%。近些年,采油工 艺的发展日趋于大冲程、低冲次,这种工 艺本身就能最大限度的减少惯性负荷和振动负荷,因此超 高转差率电机的应用范围被大大缩小。

2)永磁同步电机

这是一 种油田所用的新型抽油机电机,其效率 和功率因素都优于一般异步电机。电机本身是硬特性,运行中无转差。如TYC250M-6,功率37KW,功率因素0.983,额定电流60.6A,堵转电流12.7倍,堵转力矩3.69倍。缺点:和高转差电机比,没有消 减振动载荷的能力,反而会 增大对减速箱齿轮的冲击损害;釹铁硼 材料本身的居里点只在120℃-130℃,一旦电 机烧毁就会失磁;此外转子级数已定,不能适 用调参的需要实行变极调速。

3)双定子电机

双定子 电机是一种新型的异步电机,做成两部分定子。起动时 集两部分的合力矩以加大起动力矩,待起动 完成时则切除一部,留下另一部分运行,以适应 低负荷时以低功率来匹配达到节电的目的。缺点电 机的制造难度和成本增加。

4)电磁调速电机

在抽油 机既定的负荷条件下,通过仅 改变其绕组结构完成6/8极,8/12极的单 绕组非倍极改型设计,使其运 行在原井抽油机上,其负荷率从20%-80%变化,电机都运行在高效区,这种方 式既适用于旧电机改造,又适用于新电机生产。

二、节能配电箱

1)定子绕组Y-△转换调压

电机正常运行时,定子绕组为△接法,起动时为Y接法。起动时 绕组电压为电网额定线电压的根号3分之一,起动电压降低,待接近额定转速时,定子绕组转换为△接法,控制简单,但每次 起动需要人工干预,减压范围一定,用途受到限制。

2)电容器 动态无功补偿及静态无功补偿

无功补 偿的基本原理是把容性负荷与感性负荷并联在同一个系统中,能量在 两者之间互相转换。这样,感性负 荷所需的无功功率可由容性负荷提供,功率因数也提高了,也减小了无功损耗,还可以 提高设备的有功功力、降低功 率损耗和电能损失。根据以上的想法,假如在 高压电动机起动时并联适当电容值的电容器,同样可 以补偿起动时的无功功率,减小起动电压降。其工作原理是:在启动高压电动机时,同时将电容器投入,经过适当的时间,迅速退出电容器组。整个过 程可理解为无功功率的就地补偿,只是时间很短。电容补 偿起动的优点在于起动时,电动机 的端电压不降低同样可以减少起动电流,并且不减少起动转矩,缩小起动时间。

3)可控硅调压

一般称 之为电机的软起动,通过采 用晶闸管调压电路来控制电压的大小。


虽然采 用双向晶闸管实现了定子电压随负载变化的连续调节,节电效果较好,但是电 源电流波形发生畸变,电网谐波污染严重,另外在 油田的恶劣环境下,其可靠 性等都受到制约。同时结构复杂,成本较高。

4)液态电阻软起动

在起动过程中,将可变电阻串入定子,实现限流,在起动 完成后将它短接。电阻的 可变性是靠改变电解液电阻箱的极板距离实现的。电解液 电阻箱串入定子的方法在本质上属于降压起动,它是以 牺牲起动力矩为代价的。电阻值 随着电机转速的升高而均匀减少,借以不 断增加起动力矩,并为短 接时不产生电流冲击预备条件。起动开始后,根据电 动机起动电流的大小可自动地调整液阻值,使整个 起动过程控制在较小起动电流下均匀升速,而液阻无级切除,从而实 现电动机的软起动。优点成本低,易于维护,工作环境要求不高;缺点:体积大,占地面积大。

5)变频电源

随着大 功率半导体器件的发展,研制具 有高性能价格比的抽油机专用变频电源是有发展前途的油田节能产品。如采用基于双PWM变频电路的电源系统,实现电能的双向流动,同时具 有输入功率因素校正作用。


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