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抽油机电机的节能标准改造探讨

2018-05-07 08:49:00 黄启彪

在油田生产中使用最为广泛的采油设备就是抽油机,而其庞大的耗电量超过了总用电量的四成,其工作中承受的周期性波动的负载,通常负载率较低,这也导致整个抽油机系统不超过 30% 的负载率,存在较为严重的电能浪费情况。作为电能到机械能转换的设备,抽油机电机这一电气设备承担了系统的原动力,而电机是否节能又直接影响到整个系统的节能状况。为提升抽油机系统的效率,达到节能效果,就需要对电机的耗能原理进行分析,针对高能耗的问题进行适当改造来获得更佳的运行方案。

皖南电机抽油机节能电机

▲皖南马达:油井专门的高效马达

1 调速电机工业节能及能效讲解讲解

1.1电机的用电量生理机制

电机分为直流电机交流电机和控制电机。直流电机的电源为直流电,调速过程平滑,有着良好的启动性和经济性,多用于对调速和气动有一定要求的设备。交流电机的电源为交流电,从电源频率和转数上又分为同步电机和异步电机。电机转速为 n 值,在同步电机中,电源频率和 n 之间的关系固定,在负载变化的情况下也不会发生改变,可对其功率因数进行调节,在空载状态下实现无功功率的调节。对于异步电机,n 值始终低于电源产生的旋转磁场转速,因定子绕组的相数区别可分为单相异步电机和三相异步电机,单相多属于小型,而多相则有着不同的容量。

减速机的不足主耍涵盖了稳定不足、功率量不足和杂散不足。稳定不足易受功率量影响力,主耍是因不同于的的设计参数表而型成的原有不足,涵盖转数、型式、制造厂技艺和原料等,可包括铁心不足和机械设备不足。功率量不足也称做铜耗,是功率量在依据旋转叶绕阻和定子是而展现不足,绕阻电阻值和功率量功率量取决于了该值的各个,占总不足的两层到百分之七十。杂散不足是约为总不足的 10%~15%,是铁心和绝缘线等不锈钢部位在旋转叶、定子的高次谐波下展现的不足。

1.2高耗低效率理由研究分析

对石油勘探抽油机的运行行业现状展开汇总深入分析,引起马达高耗低的效率的缘故其主要包涵大批老马达的运行、有错的马达匹配好、特别的流程必须。在当下长期会有马达超期入伍的问题,有的有的高达二三十四年,这马达企业内部长期会有比较严重的的老化,且生产流程和原材料均已落伍,技术应用能没有达标供给,这就导致马达的效率远远低于新型产品优质环保马达。

在直流无刷电机标准设备方位,普遍存在不一理的情况下,通常症状在以內这几个方位 :不一理的的形式、不一理的功率、不一理的时速并且不一理的惯量。因方法必须,抽油机的周期性发展电机负载使得了有差异 时段有差异 惯量,这就必须对功率裕度展开适度设备。

2 抽油机短路电流特征

抽油机在上班中,油柱变高中须要大额定功率,而在下方因任意落体不须要能量,为做到透亮热负担,经过添加图片取舍块的习惯来控制取舍,主轴电机轴承上所顶住的总短路电流传动比为取舍力矩加带适用力矩。在以曲柄转交和总短路电流传动比的关联行成的抽油机热负担身材斜率下图,伴随着油井的變化, 身材斜率无所不一,受取舍和井况影向,有以内的特点。

抽油机的环境下为冲击且有着周期公式时间公式性,以冲次来对冲击平率做出描叙,一般环境下,抽油机冲程为每钟头 6到 12 次,冲击周期公式时间公式为 5 到 19 秒。均衡性扭距为正弦函数拟合直线美,但短路电流扭距呈不技巧,总环境下力矩拟合直线美在表现负公率时,电动三轮机进去火力发电制动系统心态。在环境下扭距拟合直线美的两个周期公式时间公式内,年平均在较大的值的 1/3 处,内外冲程都有着两个死点,在泊车后的打火中,打火点始终保持未环境下较大的的死点。

由于抽油机短路电流的特殊的性,这样制定常规永磁同步变频电动式机马达也会促使避免诸多节约。抽油机的加载要到死点附近商场带载加载,体现了很高的惯性力矩,为保障生孩子的能顺利完成,变频电动式机马达的标准配置阶段中就需要以大转距为参照值,同时进人到正确做工作任务后,均衡电动式机转矩不过大转距的 1/3,致使变频电动式机马达做工作任务总是在调速同步交流接触器额定输出输出的 1/3 阶段,促使避免诸多节约。深以为然,井场都存在砂卡结蜡等具体情况时,为保障加载阶段中不会出来烧掉而对电动式机完成快速换个,人为性影响因素促使容量的增添,导致了避免诸多节约层度。对已有的抽油机完成容载率计算,经常在20% 以內,有点能稳定在 30% 一项较为上风,过低的不符合在运转致使变频电动式机马达效果难以上升,输出因素较低。在抽油机短路电流的时间性浮动牵动下,变频电动式机马达转动速度也会出来浮动,如一定程度增加了其损失。因抽油机的取舍决定了了时间性短路电流,难以能做到根除。负输出会出来在国家电网和变频电动式机马达中,在有功交流电源的吞吐意义下,致使输出因素快速加剧。

3 节能技术及改革进程

关于电机节能方面的标准主要有国家标准 GB18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》,现今参考的是 2012年颁布的第三版标准。在该标准中,中小型三相异步电动机效率可分为 1 级、2 级、3 级三个等级, 适用范围为 2 极、4 极、6 极,额定功率在 0.75~375 kW,50 Hz 三相交流电源供电,1000 V 以下电压。抽油机电机进行改造过程中可参考此类标准。

对异步三相异步电动机开始探讨,在相同的频繁 下,装载转距M 也为固定好值,普遍存在某个电阻值值 U 使并不是现较好化,在该电阻值下能推动最底效和世界最大损耗率。輸入工率 P1 与电阻值变 f(u)呈反抛物线分布区。由于抽油机本职业务电机功率的时间性起伏较大,为推动曲线拟合各点的较好化本职业务,就是必须要 三相异步电动机的輸入电阻值还能跟着装载发动机电机功率的变而变。这就是必须要 工率质数设定器来对輸入电阻值开始调控,使其与装载起伏较大相关联,此类讨论调压装备在现行技艺下较更容易推动,升级抽油机低能耗实力的简化原则可体现了变压交流变频。从抽油机的条件恶劣本职业务条件探讨,一般来说不行能体现了电量的使用智能电子低能耗装备,过高的成本价,构成伤害后不可能性自助烤肉维修,且易于有设施装置偷盗的将,会造成高新技术设施装置的应用软件受限。

既然供电局智能电子节水部件在事实应用中难以网络推广,但有同时还有一类事来实可行的工艺,只是 对主轴变频电动机定子变频电动机绕线对其来调节。最经长见的抽油机主轴变频电动机耗油率在 7.5~75 kW中,遵循的 Y 类型的异步主轴变频电动机,为满足大电动机更大转矩的加载规范,可在加载时用角形形接法来来定子变频电动机绕线。当正处于合适业务模式下,对每组变频电动机绕线对半分多部分,型成延边角形形,故此来拉低输出电率和设置耗油率,来节水,应对现应用的主轴变频电动机,可遵循 1 ∶ 1 和 1 ∶ 2 多种类型的。在换接定子变频电动机绕线后,拉低了主轴变频电动机相输出电率和最多更大转矩,这就拉低了超负荷保护特性。想要对超负荷保护特性对其来了解,因此当最多更大转矩还未满足抽油机峰峰值更大转矩时简单影响停放车辆。

抽头比 K 为 Y 形部门和半圆型形部门的匝数比,负载程度变比 Kt 为延边半圆型形接法和半圆型形接法时的大发动机功率之比,等效降血压比 Ku 为延边半圆型形接法和半圆型形接法时的等效相直流电压之比,改接后的大电动机扭矩倍率 Km 为延边半圆型形接法时的大电动机扭矩与伺服高压三相电机的额定容量电动机扭矩之比。般原因下的 Y 系例伺服高压三相电机的中,抽油机的六、八极伺服高压三相电机的 Km 指标值2。定子绕阻换接后伺服高压三相电机的的负载程度,在 1 ∶ 1 类形中,Ku、Kt、Km 分开 为 0.71、0.47、0.94,在 1 :2 类形中, 分开 为 0.78、0.56、1.12。

对原电动伸缩机做加强什么后,实现了同一的起动扭距和起动电流量,使其起动功能始终不变,改变后的同步电机的能不能再远施工地点很正常支持,改变后,环境下越小,节电率就可能跟着越变越高。改变的步骤较少开始且控制十分简单,的效果明星, 做恰当的加强什么后能不能软件于一些编同步电机的,时候软件于采油厂的新技术改变。


中心句收入于《加工产品》。

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