油井电动机及控制柜节能探讨.docx

油井电动机及控制柜节能探讨张树起 杜树勋刘举元( 大港油田 油井电动机及控制柜节能探讨 张树起 杜树勋 刘举元( 大港油田公司采油二厂, 300280) 摘要: 本文根据油田生产实际, 从电动机、控制 柜两个方面阐述了如何做好节能工作。 的适应抽油机生产, 人们在 Y 系列电动机的基础上 研制出了超高转差率电动机, 专门为游梁式抽油机 设计制造的拖动设备, 使异步电动机最大限度的节 约电能。电动机具有以下主要特点: 具有超高的转差 率( 保证值为 12%～14%) , 可有效的减少抽油系统的 最大负荷及负荷变化范围, 减小减速器最大净扭矩 及扭矩变化幅度, 减轻减速器和抽油杆的疲劳程度, 关键词: 电动机 控制柜 节能 随着大港油田建设大油田步伐的不断深入, 注、 采液量逐步增加, 油田能耗不断上升, 对节能工作的 要求也越来越高。油田采油设备以游梁式抽油机为 主, 抽油机的节能显得尤其重要。游梁式抽油机具 有结构简单, 易损件少, 故障率低, 维修简单的优点, 但也存在起动困难, 系统效率低的缺点。大部分抽 油机采用普通 Y 系列异步电机作为动力装置。采用 异步电机拖动的游梁式抽油机主要存在以下问题: 大幅度的延长抽油系统的使用寿命, 减少停机时间 和维修费用, 降低生产成本。用该电动机取代普通低 转差率电动机驱动抽油机, 热( 均方根) 电流及功率 峰值可减少 30%～50%, 无功电流明显降低, 对供电 容量的需求可降低 40%, 单位吨液电耗将减少 15% ～30%。通过改变电动机引出线的接线方式, 形成四 种( 八极电动机为三种) 定额( 转矩) 输出, 可以使抽 为了能保证抽油机的起动, 匹配的电机功率偏大造 成大马拉小车现象, 使得用电效率非常低。由于电 机不能调速, 抽油机冲次不能及时调整, 不能协调供 排能力。 一、电动机的节能 油 井 电 动 机 近 几 年 常 用 的 电 动 机 为 J2、JO2、 JO3 等系列异步电动机、Y 系列异步电动机、高转差 异步电动机、同步电动机。异步电动机也是根据电 油机与电动机保持良好的功率匹配, 统的效率可提高 5%～30%。 整个抽油机系 优点: 可以产生较高的启动转矩, 使电动机的装 机规格下降一个等级。 缺点: 功率因数较普通异步电动机高, 较同步电 动机低, 机械特性硬, 对负载的冲击大, 易发生泵杆 断脱等井下故障。 3、永磁同步电动机: 随着科学技术的不断进步, 人们在制造永磁材料时加入稀土元素, 具有显著的 增加永磁材料磁能积存的奇特功效。用这种永磁体 可代替直流同步电动机的电激磁系统制成的永磁电 机主要是直流电机和同步电动机两类。普通的同步 电动机转子铁心上敷设励磁绕组, 通入直流电流后 转子形成恒定磁场, 而稀土同步电动机是用钕铁硼 的永久磁铁代替电激磁的方式制造成的电机。具有 自起动能力的稀土永磁同步电动机综合了异步电动 机和同步电动机的优点, 异步起动同步运行。效率可 高于异步电动机 3~6 个百分点; 功率因数可达 0.6 以上; 同时具有起动力矩大, 过载能力强的特点。 优点: 功率损耗小, 平均运行效率高。稀土永磁 电机为同步运转方式, 与异步电机相比, 无转差损 磁感应原理, 把电能转换为机械能即进行能量传递 和转换的一种电气设备, 输出机械转矩的原动机。 现代化的生产机械大部分是用电动机来确定的。 1、Y 系列异步电动机: Y 系列三相笼型异步电 动机是我国生产的一种较新的基本系列电动机。由 于比 J2、JO2、JO3 等系列技术指标先进、起动转矩 大、噪声低、振动小、防护性能好、A 全可靠、维护方 便和外形美观等优点, 并且符合国际电工委员会 ( IEC) 标准, 电动机输出功率与 A 装尺寸的对应关 系和德国 DIN 标准相同, 是取代已属淘汰停止生产 的 J2、JO2、JO3 等系列的新一代基本系列电动机。Y 系列异步电动机具有成本低、便于安装、便于维护的 特点。其缺点是: 不能调速; 带载起动能力差; 偏离 额定功率点后, 功率因数低 ( 抽油机上使用的一部 电动机一般为 0.4 左右) , 能耗高。 2、高转差异步电动机: 为了使异步电动机更好 - 54 - 2008年第三期( 第24卷 总第104期)耗, 与普通同步电机相比, 转子不需外加励磁电源,消除了励磁损耗。因此稀土永磁电机的额定效率可 达 92% 以上, 2008年第三期( 第24卷 总第104期) 耗, 与普通同步电机相比, 转子不需外加励磁电源, 消除了励磁损耗。因此稀土永磁电机的额定效率可 达 92% 以上, 且高效区得到充分的展宽, 轻载效率 明显高于普通 Y 系列异步电机功率因数高。普通同 步电机功率因数