节能电控设备的现状及发展趋势教学教材.ppt

节能电控设备的研究现状及发展趋势 ; 抽油机的设计能力是按照油井最大抽取量考虑的,一般留有采油能力的设计余量。另外,随着油井由浅入深的抽取,井中液面逐渐下降,泵的充满度越来越不足,直到最后发生空抽的现象。如果不加以控制,会浪费大量的电能。 对于这种油井,最简单的方法是实行间抽,即:当油井出液量不足或发生空抽时,就关闭抽油机,等待井下液量蓄积;当液面超过一定深度时,再开启抽油机进行抽吸。这样提高了抽油机的工作效率且避免了大量电能的浪费。间抽控制的原始做法是派人定时到油井去开停抽油机,这种做法费工费时。间抽控制器已用于江苏、长庆、青海及大庆等油田; 1.1液面探测器 如果能直接测出井中的液面,那么就可以用它来控制抽油机的运行。 1.2流量传感器 在井口通过流量传感器检测油井的出液量,是实现抽油机控制最直接,也是最有效的力一法。 1.3电机电流传感器 应当说,电机电流的检测是最方便、最可靠,也是最为廉价的方法。 1.4 抽油杆载荷传感器 普遍采用的方法是通过特制的载荷传感器,对抽油杆的载荷进行检测。; 抽油机井智能间抽控制装置具有以下功能: ?? 1)根据抽油机井的出液情况和压力变化合理确定启停时间; 2)防盗开关可以提供信号判断是否有偷油事件发生;3)实时监控油井生产的冲次及油压、流量、电流和液面的变化, 保存并自动绘制曲线, 且予以保留和远程传输;4)通过中间继电器控制接触器通断, 实现对电动机的工作状态控制, 在启动电动机或电动机缺相运行时, 以声光方式报警, 同时提供电动机缺项自动保护功; 5)可读取、显示、保存和加载历史启停机数据, 数据格式为电子表格, 可读取和显示当前停机和启机时间;6)可实现 数据远输: 应用多个设备与数据中心的PC 机构成分布式数据采集系统, 各种信息数据被现场的DTU 设备上传到数据中心, 数据中心的命令也通过现场的DTU 送达采集点。; 早期的控制是引入了定时钟,只需设定开、停机时间,便能自动地进行间抽控制。但仍然无法解决令抽油机的工作能力动态地响应油井负荷的变化,达到最佳节能控制的目的,同时还有可能影响油井的产量。为了解决上述问题,通过安装相关的传感器,精确感知油井负荷的动态变化,实现智能间抽控制(IPOC)。可采用各种不同的传感器达到节能控制的目的。 小结：间抽控制器在低产油井上节能效果明显（超过50%）,同时因为其投资少、体积小,便于安装,因此对于“三低”油田推广应用的经济性很好。; 由于抽油机的功率档次有限,而每一口油井的参数都不一样,在选配抽油机时,不可能做到量身定做,刚好和抽油机的功率档次相匹配,一般均留有一定的功率余量。各型抽油机在配用电动机时,为了保证抽油机在各种工况下正常运行,也留有一定的功率余量。随着油井由浅入深的抽取,油井的产液量越来越少,抽油机的负荷也相应减小。 由于上述原因,造成了抽油机的实际负载率普遍偏低,大部分抽油机的负载率在20～30%之间,最高也不会超过50%,形成了大马拉小车的现象。而当电动机处于轻载运行时,其效率和功率因数都较低,此时若适当调节电动机定子的端电压,使之与电动机的负载率合理匹配,这样就降低了电动机的励磁电流,从而降低电动机的铁耗和从电网吸收的无功功率,可以提高电动机的运行效率和功率因数,达到节能的目的。 ;2.1 电动机定子绕组星/三角转换降压节能 由于低压电动机在正常工作时,定子三相绕组是接成“ ”接法后接入380V电网的,这样每相绕组承受380V的线电压,电动机可额定的输出机械功率。电动机的转矩是与电压的平方成正比的,当电动机轻载时(负载率33%,可以将电动机的绕组由“△ ”接法改成“Y”接法),使每相绕组只承受220V的电压,即为额定电压的 0.574，电动机的转矩也就仅为额定转矩的三分之一。当负载率33%时,再将电动机绕组改为 接法运行,否则会因电流过大而烧毁电动机。电动机在进行星/三角转换时会产生冲击电流。 ; 星形/三角形接法的实现一般采用交流接触器实现,也可以通过可控硅开关实现,两种方法在节能效果上并无多大差异,而转换控制电路转换时的负载率则会对节能效果产生较大的影响。当负载率β33%时,不能及时进行 切换,会影响节能效果,而当负载率β 33%时,不能及时进行 切换,会使电流过大,铜耗增加,反而费电,同样影响节能效果。为了不使转换频繁进行,一般在转换点的负载率之间设置一定的回差,常采用负载率β30%时进行 转换,而当β35%,进行 转换。 ; 上面的分析仅仅局限于对减小起动