抽油机专用节能防盗电变压器研制及应用
抽油机专用变压器研究与应用效果
・
第１ ３卷
第 ２期
油 田 节能
Ｙ． ． ＴＪＮ
２０ ０ ２年 ６月
新产品 ・
油枧 专
器厮
应 效
崔 惠 丽 王建 智 （ 大庆油田有限责任公司第四采油厂 黑龙江省大庆市 ６５１ １３１）
张 长 军 （ 大庆油田有限责任公司第十采油厂 黑龙江省大庆市 ６３５ １３１）
变 压 器 铁 心 直 径 Ｄ是 最 基 本 的尺 寸 ，其 大 小 选
要 采用一 种在抽 油机起 动时具有 大 的电磁容量 ， 在 择 除直 接 影 响 变 压 器 有 效 材 料 消 耗 、重 量 和 成 本 以 抽 油 机 正 常 运 行 时 具 有 小 的 电 磁 容 量 的 能 够 进 行 外 ，也对 其 他 尺 寸 和技 术 性 能 数 据 有着 重 要 的影 响 。 容 量 调 节 的 调 容 变 压 器 。 于 抽 油 机 一 旦 工 作 后 变 变压 器 铁 心 直 径 Ｄ 的 大 小 ，主 要 决 定 于 变 压 器 的容 由
效 率 。如何 降低 铁 损 和 铜 损 以提 高 变 压 器 的 效率 呢 ？
空 载损 耗 （ 损 ） 铁 与负 载 损 耗 （ 损 ） 比 ， 响 变 压 器 铜 之 影 所 消耗 的导 电 材料 与 导 磁 材 料 之 比 ， 而且 影 响 变 压 器 运 行 费用 。由 变压 器 原 理 可 知 ， 不 变损 耗 与可 变 损 在
效益。
关键词 抽 油机 有栽 调容 变压器
ｉ
ｉ
；
耗 相 等 的负 载 条 件 下 ， 压 器 效 率 最 高 ， 变 因此 根 据抽
１ 问题的提出
供 电 方 式 多 为 一 台 变 压 器 给 一 台抽 油 机 供 电 。 由
抽油机专用变频节能技术应用研究
抽油机专用变频节能技术应用研究摘要：随着社会经济的不断发展与进步，油田企业的生产水平也达到了一个新的高度，抽油机是整个石油开采工作中耗能比较大的生产设备，在进行开采工作时，其工作情况是随着供液量的变化而改变的，一旦出现问题，将会浪费很多电能。
本文主要对抽油机专用变频节能技术进行研究，介绍了抽油机在进行节能改造的过程中，变频器的应用情况。
在改造之后，使抽油机能够高效的运行，从而达到提高生产水平与节能降耗的目的。
关键词：抽油机;变频器;节能技术在进行开采工作时，抽油机是通过电动机来实现减速器驱动的，能够有效的带动连杆机构，使驴头能够实现上下摆动工作，在驴头进行摆动的过程中，会在抽油杆的带动下，使得活塞泵能够正常运作，以此来实现整个抽油过程。
在抽油机进行开采工作的过程中，会产生一定的负载效应，对减速器的经扭矩也会造成一定的影响，这样的情况主要反映在电动机上，具体表现为电流的变化较大。
据抽油机的平衡装置主要表现来看，对于扭矩的要求较高，即使在静止的状态下也能够有效的启动。
为了能够实现这项目标，在选择电机设备的过程中，需要格外的重视电机的额定功率，保证能够满足对于额定功率的要求，在启动后能够使电机在轻载的状态下工作。
在这样的情况下，电机的效率大约在50%，其功率的因数则约为0.4左右，存在着能源浪费的情况，因此，需要对其进行有效的节能规划。
在具体的节能处理过程中，可以分为两个方面进行考虑，一是从电机的自身进行考虑，有效的提升电机的符合率与效率。
二是从系统的层面进行考虑，改变电机的机械特性，在抽油机、抽油泵、抽油杆有着较高配合度的情况下，提升系统效率。
通过对比以上两种情况发现，第二种改善方式更有潜力，在抽油机中假装变频技术，不仅可以使抽油机、抽油泵与抽油杆之间有着较高的被合度，还可以在有效提升自动化系统的情况下，对工作人员的工作量进行减少，在实现节能降耗的情况下是经济收益更上一层。
1 抽油机专用变频节能技术的改造方案1.1 改造难点在对抽油机进行改造的过程中，所存在的难点主要有：①在其循环单一的工作过程中，有着两次发电的状态。
调容防窃电变压器智能控制技术在油田中的应用
ｔ ｎ ｅ ｆｃ ｉ ｌ ｒ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ，ｔ ｅ ｎ ｗ ｉｔ ｌ ｇ ｎ ｅ ｃ ｎｒ ｌ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｃ ａ ｇ ｏ ｋ ｎ ｏｔ ｇ ｙ ａ ｃ ｎ ｉ ｆ ｔｗ ｔ ｏ ｄ ｄ ｉ ｎ ｙ ｔｍ ｏ ｅ ｈ ｖ ｈ ｅ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｔ ｙ ｔｍ ａ ｈ ｎ ｅ ｗ ｒ ｉ ｇ ｖ ｌ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ，ｉ 。 ｉ ｏ ａ ｃ ｅ ｓ ｅ ｄ ｆ ｃ ｌ ｆ ｓｅ ｌ ｇ ｅ ｅ ｔ ｃ Ｔ ｅ ｉ ｔｇ ａ ｒｖｎ ｙ ｔｍ ｏｖ ｄ ｉ ａ ｉｎ ｌ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ａ ｄ ｅｅ ｔ ｃ ｌ ｒ ａ ｅ ｔ ｉ ｕ ｔ ｏ ｔａ ｉ ｌｃ ｉ ． ｈ ｎ ｅ ｒｌ ｄ ｉｉ ｇ ｓ ｓｅ ｓ ｌｅ ｒ ｔ ａ ｃ ａ ｉａ ｎ ｌ ｃｒ ａ ｈ ｉ ｙ ｎ ｒ ｒ ｏ ｉ
关键 词 ： 容 防窃 电；变压 器 ；智 能控 制 ； 调 永磁 电动机 ；高效 节能 中图分类 号 ： Ｍ９ １பைடு நூலகம் Ｔ ２ ．７ 文 献标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：１０ － ６３ ２０ ）４ Ｏ １一 ４ ０７ ２ ８ （０ ６ ｏ 一 １１ Ｏ
Ｃ ｐ ｃｙＡ ｊｓ ｎ ｒｖ ｎｉ ｌ ｔｃｙＴａ ｓｏｍｅ ｔｌｃ ａ ａ ｉ ｄｕ ｔ ｇＰｅ ｅ ｔ ｇＥｅ ｒ ｉ ｒｎｆｒ ｒ ｅｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｃ ｉｔ Ｉ ｌ ｎ
维普资讯
第１ １卷
第 ４期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＨＡＲＢ Ｎ ＵＮＩ Ｉ Ｖ．Ｓ Ｉ Ｃ ．＆ Ｔ ＣＨ． Ｅ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ４ １１ ．
Ａｕｇ ，２ ０ ． ０６
２０ ０ ６年 ８月
调容 防窃 电变压器智能控制技术在油 田中的应用
抽油机用节能电动机优缺点及应用效果分析
根据 我厂部分 机采井 的测试 结果表 明 ， 机 电机 功率利 用率不 到０３为 抽油 ．，
了解决装 机功率过 大 的问题 ， 目前我们 采取 了使用节 能 电机 的方法来 降低抽油
机 电机 的装 机功 率 ， 高 电机效 率 ， 以提 提升 电机 功率 利用 率 。 二、 节能 电机 优缺 点分 析 抽油机 的工作特 性决定 了 电机 的运 转必须 与载荷 的变化相 匹配 ， 起载荷 提
、
抽油 机并 系统 效率 与 电机的 选择 １ 抽 油 机 井系 统效 率 的组 成 及影 响 因素 、
一
、
１ 稀 土永 磁 电机 、
稀 土永磁 电机是一 种 同步 电机 ， 采用 永磁 体代替 通 电线 圈励磁 产生 磁 它
场 ， 需励 磁 电流 ， 无 没有励 磁绕 组 ， 简化 了 电机 结构 。 以体积 小 、 它 结构简 单 、 动 态 响应 快和 高效 节 能等特 点得 到了广 泛应 用 。 ２、 转 差 率 电机 高
４、 多功 率 电机
多功率 电机 具有 多种功率 ， 速保持不变 ， 通过调节装 置 ， 电机功率 而转 它 将 进行 自动 调节 ， 而满足 抽油机 的起 动要 求 ， 从 并在抽 油机正 常运 行后 自动调节 降低 电机 功率 ， 到降低 装机功 率 、 达 提升 电机效 率 的 目的 。 目前 ， 我厂使用 的这 种 电机 主 要是通 过 对老 旧或 故 障的 电动 机进 行改 造而 来 。
时， 电机 转速 较低 ， 供足够 的转 矩使 系统运 转起 来 ， 提 载荷 下降时 ， 电机转 矩下
表 ２ 四种节 能 电机 经济效 益 评价表 设 备名称
永磁 电机 高转 差率 电机 双 速 电机 改装 多功 率 电机
浅析各种变压器在油田使用中的节能性比
浅析各种变压器在油田使用中的节能性比作者：史青亮来源：《中国新技术新产品》2013年第09期摘要：在油田电网中的配电变压器系统，为了减少电能损耗，各种新型的节能型变压器逐渐应用于油田的开发建设。
本文针对油田用的各种类型的变压器的特点及其在电能损耗上的相关数据分析，总结出了节能环保型的变压器类型，这对降低油田的开发成本，增加投资收益方面具有很重要的现实意义。
关键字：变压器；节能环保；空载损耗；负载损耗中图分类号：TE35 文献标识码：A一、各种变压器在油田中的使用情况油田的配电系统是油田开发的重要组成部分，是保证产能顺利实施及实现油田开发上产的重要保障，直接关系着油田的产量和人民生活水平的提高。
基于油田的各个油井分布范围较广，油井与油井之间相距大多较远，远的能达几十公里甚至上百公里，为了减少电能损耗，往往一个油井或者相距较近的几个油井共用一台专用配电变压器。
但是用于电力传输、配电配送过程的变压器的电能损耗也是不容忽视的，而且变压器的类型及型号不同，电能的耗损量也是不一样的。
因此，根据油田机井的荷载启动要求，采用合适的变压器类型，对于提高变压器的运行效率及减少电能耗损具有很重要的意义。
比如，某油田以前用于抽油机井的配电变压器的容量远远超过了变压器的经济负荷区，属于低负荷运行，这种"大马拉小车"的现象导致其功率因数过低，一定程度上造成了能源的浪费。
进行变压器的改进之后，采用了调容变压器，在很大程度上提高了变压器的运行功率，从而提高了电网的运行质量，节约了投资成本，节能效果非常显著，取得了很好的经济效益和社会效益。
二、几种油田用的变压器及其特点1 S7、S9型变压器S7、S9型变压器属于油田中比较老式的变压器类型，也是在中小型油田企业用时较长的。
这种老式变压器的运行不仅增加了油田配电网络中电能损耗，而且给供电安全带来了隐患。
2 S11型变压器S11型变压器是一种低损耗、新型节能环保变压器。
青海油田杠杆式游梁抽油机研制及应用
１ ３ 柔性 连接 。
１ 工 艺 技术
１ １ 智能节 能控制柜 ．
采用钢丝绳和滑轮， 实现了柔性连接的传动方 式， 省去了减速箱 、 曲柄、 连杆及横梁等机械传动部 件 ， 构紧凑 ， 结 重量 轻 。
抽 油机 能节能控制 柜是专 门为解决 陆上油 田
用抽油机 效 率 低 、 率 因数 低 、 能 高 、 大 马 拉 小 功 耗 “
２ 工 作 原理
青海油田杠杆式游梁抽油机利用变频控制柜与 永 磁电机 配合使 用 。在 变频柜 中处理再生 电能的方 法有制 动 电阻 、 吸收 电容 、 回馈 制动 等 ， 中较为 先 其 进 的方 法是 利用 回馈 制动 的方式将 这部分 电能 回馈 电网。抽油机 能 量 回馈智 能 变频 控 制柜 ， 电动机 在
节 能电机 。
同时采用皮带传动（ 也可以使用链条传动 ） 与 ，
普通游 粱式抽 油机 电机相 比大大降低 了加 工难度 和
机耗 电量 大 ， 吨油成本居 高不下 的实际情 况 ， 每 同时
为了响应 中油股份公 司ｌ 节 能降耗 、 成本 ” 展 的“ 低 发
的战略 目标 ， 日前青 海 油 田机 械厂 研制 出 的一 台五
箱、 曲柄 、 连杆 及 横梁等 机械传 动部 件 ， 构紧凑 ， 结 重
型杠 杆式游梁 节能抽油机 在柴达 木盆地西 部 的尕斯 油 田联 １ ８站 中 １４—３井 成功 安装 并 平稳 运转 ， ２ 标 志着这种 新型抽油 机 已研制 成功 。
成本。该抽油机 电机工作时噪声低于 ５ ｄ ， ０Ｂ 冲次 １ ３次 ， 冲程 可达到 ７ 以上 （ ｍ 在规定 范 围内冲程 、 冲 次无极可调 ）具有结构简单、 ， 安装便捷、 智能控制、 易操作 、 免维 护 、 效节能 等 良好性 能。 高
抽油机配套电机降压节能技术应用
抽油机配套 电机降压节能技术应用
史 改芳 韩 信 李 丽姆 秦永 峰 （ 原油田 油 中 采 三厂卫 矿） 城浊
主题词 抽 油机 电机 功率 因数 节 能 最 大 电磁 转 矩 为 １ ２ ．８ ，启 动 转 矩 为 。 ９ ， －６ Ｔ
高 功率 因数 又 能减 少 资 金 投 入 ，减 少 维修 工 作 量 ， 保证 摘 油机 最佳 经济 状 态下运行 ，一 直是 生产 单 泣
寻 求 解 决 的 问题 本 文 根 据 生 产 实 践 ，结 合 抽 油 机
临界电压 Ｕ ） ，电磁 转 矩 为 ０ ４ Ｔ ． ９ ．最 大 电磁 转 矩 为 ０ ９ ，启 动 转 矩 为 ０ ７ ５ １、 此 时该 电 ．８ ． ３ ｒ 动 机 将 减 速 原 处 ，静 止 时 将 不 能 满 载 启 动 ；当 定 子 电压还在 下 降时 ，该 电机将 迅速减 速 直到停 车 ＋原 处 静止 时更无 法启 动 。 （ ）当 电压 降 到 临 界 电压电 机 要 有 ～ 定 的 过 载 能 力 油 田 生 产 现 运 行 的 抽 油 机 电机 电 源 电 压 有 两 种 ， 即 ：
（） ３０ 电 压 电 机 ， 配 电 变 压 器 为 ３ｋ １ ８Ｖ ５ Ｖ／
８ ０ 变 压 器 ． 电 源 ３ ｋ ３ ０ 变 压 器 电 压 下 调 ８Ｖ ５ Ｖ／ ８ Ｖ
下降 ， 引起 定 子 、 子无 功 电 流 分量 增 加 电机 从 系 转
统 中 吸 收 较 大 的 无 功 功 率 当 电 压 在 Ｕ 和 Ｕ 之
式 中 ：ｃ — 比 侧 常 数 ； —
问有较大 幅度 下降 时 ． 电机 消 耗 的无 功功 率 将 明显
Ｒ —— 磁路 的磁 阻 ．１ Ｈ； ／
禾望电气 油 气田专用智能节能控制系统产品手册说明书
产品手册产品系列名 称机 型功 率油/气田专用智能节能控制系统能量回馈型变频控制一体柜风冷4kW 5.5kW 7.5kW 11kW15kW22kW 30kW 37kW45kW 55kW75kW风能产品全功率风电变频器永磁、电励磁、高速异步850kW-6.0MW 双馈风电变频器风冷、水冷1.0MW-6.0MW 光伏产品集散式智能光伏系统集散式逆变器、光伏控制器1MW、8/12/16路集中式逆变器无变压器（大型电站）含变压器（中小型电站）无变压器：500kW-630kW 含变压器：500kW-630kW兆瓦级光伏逆变房无变压器 1.0MW-2.5MW 690V 变频器产品6脉波不控整流变频器风冷500kW-1MW 四象限变频器风冷500kW-1MW 水冷1.5MW-2.5MWhopeView TM 智能监控系统深圳市禾望电气股份有限公司是一家专注于新能源和工控传动研发、制造、销售和服务的高新技术企业，公司拥有完整的大功率变流器及监控系统的自主开发平台。
通过技术和服务上的自主创新，不断为客户创造超额价值，现已成为国内新能源领域领先的电气企业。
在新能源领域，禾望产品系列覆盖国内850kW～7.0MW风电变流器、50kW～1.0MW光伏逆变器及1.0MW～2.5MW光伏并网逆变房等主流机型；在工业传动领域，禾望提供0.4kW～60MW的传动成套解决方公司简介业内领先技术完全自主知识产权卓越品质业绩领先抽油/气机提取原油/天然气是油/气田生产的主要手段，约占油/气田总用电量的40%，抽油/气机生产过程中能耗的降低是油/气田生产节能减排的关键所在，实际运行表明变频控制技术在实际应用中体现出了良好的节能效果。
凭借在大功率变频器领域的丰富经验和坚实的市场份额，针对油/气田应用工况，禾望电气推出了拥有专利技术的油/气田专用“能量回馈型变频控制一体柜”。
该产品的功率覆盖包括4kW到75kW，涵盖抽油/气机主要功率段。
抽油机防窃电一体化节能装置在油田的应用
多年来 ，针对上述状况 ，各油田都采取 了大量 的节能措施 ，但都是从控制或增加设备来考虑 的。 Ｄ ＣＴ Ｆ Ｊ 抽油机防窃电一体化配电装置从动力设备本 身解决 了适合抽油机特性 的驱 动设 备 ，采用 ０ ６ ．６
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ３ ４卷
第 ７期
王
伟等 ：抽 油机 防窃电一体化节能装置在油 田的应 用
一 ７ ９一
Hale Waihona Puke 负 载不 变 的情 况下 ，使原有 的配电变压器容量可降 低 一个 等级 ； （ ） 电动机容 量 比普 通 Ｙ系 列 电动机 可降低 １ ４ 或 ２个 等级 ； （ ） 由于 采用 超 高 转 差 率 电动 机 驱 动 游 梁 式 ５ 抽 油机 ，提 高 了电动 机 的 自然 功率 因数 ，因此 ，补 偿 电容 器 的容量 可 以较原 有 的容量 减少 。
摘要 为 了提 高抽 油机 的节能 效率 ，杜 绝 窃 电现 象 ，确 保 油 田的经 济 效 益和 油 田的稳 定 ，在 油 田安装 了 ２套 抽 油机 防窃 电一体 化 节能装 置 。该 装置 主 要 由 Ｄ ＣＴ节 能 、防窃 电一体 化拖 动装 ＦＪ 置和 Ｄ Ｓ Ｒ Ｆ７ Ｂ节 能 、防窃 一体化 变压 器 ２部 分 组成 。 重 点分 析 了该 装 置 的技 术性 能 、设 计 造 型及 现 场 应用效 果 ，并对存 在 问题 提 出 改进 建议 。 关 键词 抽油机 防窃 电 一体 化节 能装置 应用
能装置。经过测试 ，达到了预期 的效果 ，功率因数 提高了０ １ ，线路损耗 比原来 降低 ５％ ，提高 了 ．１ ４ 油区的供电稳定性和可靠性 ，使电网系统的品质明
抽油机用节能电动机优缺点及应用效果分析
抽油机用节能电动机优缺点及应用效果分析作者：曲长发来源：《中国科技博览》2013年第02期摘要：国内大部分油田已进入高含水后期开采阶段，后备储量严重不足，实现油田高产、稳产的难度日益加大，油田机采井总数快速增长，用电量也不断攀升，本文从油田抽油机用电机的现状入手，依据抽油机用电机的选取方法，阐述了几种抽油机用节能电机的节能原理及优缺点，并根据这些节能电机在油田生产实际中的应用效果，对推广应用节能电机进行了有益的探索。
为实现节约油田开发成本提供了参考依据。
关键词：系统效率；节能电机；高转差率；永磁电机【分类号】：TD327.3一、抽油机井系统效率与电机的选择1、抽油机井系统效率的组成及影响因素抽油机井系统效率是反映油井生产状态的综合性指标，抽油机井系统效率的高低直接影响油田机采系统的节能生产。
从油田生产用电情况来看，相关研究数据表明，抽油机用电机的耗电量约占油田生产用电总耗电量的30%-40%左右，因此，挖掘抽油机用电机的节能潜力，实现抽油机用电机节能降耗，对于实现油田高水平、高效益开发具有重要意义。
2、电机的选择根据抽油机的工作特性来看，抽油机是惯性转矩比较大的设备，它需要带负荷起动，因此需要有足够大的扭矩才能使系统运转起来，也需要考虑油井的产液量根据生产要求不断变化的情况。
为了满足起动及生产需要，必须给抽油机配备较大功率的电动机。
装机功率过大，给油田生产造成了以下几个问题：（1）电机效率过低，导致功率因数下降，由此造成自身损耗增加；（2）为满足电机需要，需要配套较大容量的变压器，进而需要大量投资进行单井低压无功补偿或者线路高压无功补偿；（3）常规三相异步电动机较硬的机械特性，减少了抽油机设备的使用寿命。
根据我厂部分机采井的测试结果表明，抽油机电机功率利用率不到0.3，为了解决装机功率过大的问题，目前我们采取了使用节能电机的方法来降低抽油机电机的装机功率，以提高电机效率，提升电机功率利用率。
二、节能电机优缺点分析抽油机的工作特性决定了电机的运转必须与载荷的变化相匹配，提起载荷时，电机转速较低，提供足够的转矩使系统运转起来，载荷下降时，电机转矩下降，转速上升，防止电机处于自发电状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
!新产品开发#抽油机专用节能防盗电变压器研制及应用Ξ 钟 力 (大庆职业学院) 刘 明ΞΞ(大庆市风华节能电气有限公司) 辛绍杰(大庆高新技术产业开发区) 摘要 抽油机专用节能防盗电变压器根据抽油机重载启动和轻载变载荷运行的特点,由计算机实时跟踪检测抽油机工作状态,控制特殊绕组变压器的二次输出电压,使电动机在最高效率区运行,从而减少电耗。
为了与电力变压器一次侧调压装置相匹配和防盗电,将原380V 电网系统升压改造成660V ,抽油机用异步电动机的绕组连接由三角形接法改成星形接法,可保证电动机在380～660V 电压下工作,使变压器输出电压超出民用电压范围而有效地防止盗电。
理论分析和试验结果表明:抽油机用Y 系列380V 异步电动机绕组改为星形接法,电动机端电压由380V 提高到660V 的运行方式是可行的。
关键词 抽油机 变压器 调压技术 升压方案 应用引 言在变电设备的能耗损失中,变压器的能耗占很大的比例。
为降低变压器的能量损耗,国内从两个方面进行了研究:一是研制新型节能变压器,如中石油节能技术开发中心采用有载调容变压器为抽油机供电,当抽油机启动时,变压器采用大容量,保证抽油机正常启动,运行时变压器用小容量,降低运行中的电能损耗;有的厂家将变压器的Y,Y no 结线改为D ,Y n11结线,也可以降低变压器能耗,但这种改进还未形成系列产品[1,2]。
二是对高能耗变压器进行节能改造,使变压器尽量在最佳负荷率附近运行,达到降低变压器能耗之目的[3]。
目前也有厂家在研究油田用防盗电变压器,主要从提高电压等级入手,如660、1140V 输出,这样需要与之额定电压匹配的电动机,投资成本增大,防盗电效果不好,也不具备节电功能。
在节能方面有使用可控硅调压技术,但可控硅调压产生谐波,污染电网;也有使用变频器节能技术,但变频器自身效率不高,造价高,控制电路复杂,不能适应恶劣的野外工作环境。
现有的变压器有载调压开关大都是调整电力变压器使其输出电压稳定在某一恒定值或两个恒定值[4],而没有用于调整电力变压器使其输出电压随负荷变化的变电压,尤其还没有用于调整电力变压器一次侧的电压使其能随负荷变化而变化,实现变电压供电的调压装置。
笔者介绍的抽油机专用节能防盗变压器根据油田的特点,采用调压节电技术和将原有的380V 电网系统进行升压改造成660V 电压,相应的抽油机用异步电动机的绕组连接方案也由三角形接法改成星形接法。
结构与原理抽油机专用节能防盗电变压器采用调压节电技术,其理论依据是电动机输出功率与绕组电压/额定电压的平方成正比的关系。
其关键技术在于测控技术的研究应用,计算机实时跟踪检测抽油机的工作状态,控制变压器输出,保证电动机在最高效率区工作所需要的电压,从而实现变压器的自动调压调容,降低自身能耗,控制电动机节电,并有效地—3— 石 油 机 械CHINA PETRO LE UM M ACHINERY2004年 第32卷 第8期ΞΞΞ刘 明,政工师,生于1953年,1994年毕业于中共中央党校经济专业(函授),现从事油田电气新产品的研制和产业化工作。
地址:(163316)黑龙江省大庆市。
电话:(0459)4617234。
第一作者钟力简介见本刊2004年第7期。
(收稿日期:2004-01-06;修改稿收到日期:2004-03-22)本项目2002年获科技部科技型中小企业创新基金的支持。
编号:02C26212300543。
电力变压器一次侧调压装置于2002年3月获得国家专利,专利号:Z L 0124915010。
防止盗电。
笔者设计的专利产品电力变压器一次侧调压装置如图1所示,有载调压开关如图2所示。
图1 电力变压器一次侧调压装置结构示意图1—初级线圈绕组;2—中间抽头;3—有载调压开关;4—定触头;5—三相动触头的滑动端;6—三相动触头的接线端图2 有载调压开关结构示意图(件号含义同图1)在电力变压器初级线圈绕组的A 、B 、C 每相上设有4个中间抽头,分别与有载调压开关每相上的对应4个定触头相连接,有载调压开关上的三相动触头的滑动端分别与电力变压器初级线圈三相绕组的各中间抽头滑动连接。
有载调压开关的三相动触头的接线端汇接在零线O 处,使电力变压器的初级线圈绕组的A 、B 、C 三相连接成输出电压可变的星形结构。
电力变压器的次级线圈a 、b 、c 接负荷。
该装置将有载调压开关与电力变压器初级线圈的多个中间抽头滑动连接,使得变负荷的用电设备能得到一个相适应的供电电压,避免了轻负荷时浪费能源和重负荷时用电设备不易启动的问题。
抽油机专用变压器采样、计算、控制,都是由单片机来完成的,其过程为:电动机启动、平稳运行后,测控系统测得电动机的工作参数并计算出电动机负荷率,根据电动机负荷率的变化控制变压器输出电压的变化,保证电动机能获得与抽油机负荷相适应的供电电压。
公司设计的程序运行安全可靠,无漏点,不死机,这对于保证产品性能的发挥起着决定性作用。
该装置有效地解决了变负荷用电设备的合理供电问题,既实现节能,又保证了变负荷用电设备的正常工作,尤其适用于抽油机井的供电。
它还具有有载调压开关与电力变压器的连接简单,调压范围宽的优点。
绕组改接升压方案通常抽油机电网系统电压为380V ,为了与电力变压器一次侧调压装置相匹配和防盗电,拟将原380V 电网系统升压改造成660V 电压,相应的抽油机用异步电动机的绕组连接方案由三角形接法改成星形接法。
11绕组改接升压前后的性能(1)电动机的电磁参数 异步电动机的端部引线连接方式只改变电动机的电压和电流,而不改变电动机的电磁参数,故改接升压前后的电动机电磁参数将完全相同。
(2)电动机的输入电压与电流 对于三角形接法绕组,电动机在380V 端电压下,电动机的相电压仍为380V 。
对于星形接法绕组,改接后电动机在660V 端电压下,电动机的相电压也为380V 。
由于改接前后电动机的相电压和电磁参数均没有改变,故电动机的相电流不变。
这样改接前电动机的端部输入电流是相电流的3倍;而改接后电动机的端部输入电流与相电流相同,故而改接后电动机的输入电流降低至原输入电流的1/3倍。
(3)电磁负荷 由于两种接法的相电压保持不变,故电动机的主磁通不变,磁负荷也不发生变化。
电动机的所有电磁参数未发生变化,故在同样的相电压下,电动机的工作电流不变,因而电动机的线负荷和电密亦不改变。
(4)热负荷 由于电动机的线负荷与电密不发生变化,故电动机的热负荷将不改变。
同时,相电压的不变将使电动机的铁损亦保持不变,因而整个电动机的温升状况将与改接升压前基本相同。
(5)工作性能 改接升压前后,电动机的相电压保持一致,电动机的参数及等效电路未发生变化。
由此可以证明电动机的转矩转速特性与改接前相同,端部电流特性除大小差3倍外,变化规律也相同(成比例)。
(6)运行效率 由于改接前后电动机的相电流相同,故电动机铜损不变;而改接前后电动机的铁损也不变,由此可知电动机的运行效率在改接前后也相同。
(7)绝缘问题 原额定电压380V 的三相交流电动机,定子绕组改接后,因每相绕组承受的电压380V 没有改变,每相绕组主绝缘上受到的电应力也没有改变,故改接对定子绕组绝缘无影响。
21验证试验结果—13—2004年 第32卷 第8期钟 力等:抽油机专用节能防盗电变压器研制及应用 为了验证上面的理论分析,哈尔滨大电机研究所对抽油机用380V 的2台不同型号的异步电动机绕组改接升压方案进行了检验,项目包括空载试验和堵转试验,试验结果曲线包括空载特性曲线、铁损曲线、堵转电流曲线和铜损曲线(测试曲线略)。
试验结果如下:(1)每台样机在两种接线方式下测取的空载电压电流数据曲线均十分接近;(2)每台样机在两种接线方式下测取的空载铁损数据曲线均十分接近;(3)每台样机在两种接线方式下测取的堵载电流数据曲线均十分接近;(4)每台样机在两种接线方式下测取的铜损数据曲线均十分接近。
由于异步电动机的所有电磁参数(包括定、转子电阻和激磁电阻,定、转子漏抗和激磁电抗)都可以由4种测试曲线导出,而4种测试曲线在两种接线方式下的测试结果基本一致,这说明两种接线方式下电动机的电磁参数相同。
由此可知,电动机的工作特性在两种接线方式下是相同的。
铁损曲线和铜损曲线的一致则证明两种接线方式下电动机的效率将保持不变。
同时,两种方式下电动机的温升情况基本一致。
上述的理论分析和试验结果表明:抽油机用Y 系列380V 异步电动机由三角形接法改成星形接法,端电压由380V 提高到660V 的电动机运行方式是可行的。
应 用 情 况中国石油天然气集团公司油田监测中心对抽油机专用节能防盗电变压器在不同井况下做了多次测试,结果表明:该装置既可以节省电力,降低原油生产成本,还可以减少污染,保护环境。
新型变压器样机于1999年9月研制成功,2000年8月7日大庆油田第四采油厂配用高转差率电动机在杏1-4-610井上测试,有功节电率为5182%,无功节电率为7312%;同日在使用节能型摆杆式抽油机的杏7-J1-130井上测试,有功节电率为61232%,无功节电率为7113%。
2001年11月29日在华北油田采油二厂的岔79-18井测试,有功节电率为38%,无功节电率为4111%。
2002年一季度在中原油田采油一厂二区的65-82井,有功节电率为20137%,无功节电率为45174%。
该井使用Y 280M 2—8—45/22型电动机的抽油机专用JNFD2S9—63/613/0138—0166型变压器。
抽油机传统变压器和新的专用变压器现场测试结果对比见表1。
表1 两种变压器现场测试结果对比对比项目传统变压器专用变压器下降量下降率/%年有功电量/(kW ・h )780261462136158901420137年无功电量/(kW ・h )124696186765814570381445174年综合电量/(kW ・h )892511268227122102423156 各油田的测试均表明,抽油机专用变压器和传统变压器相比,具有显著的节能和防盗电效果,长时间运行可靠,性能稳定。
参 考 文 献1 黄荣华1变压器节能潜力及措施分析1能源技术,1997,18(2):46～482 陈国成,戴超仁1利用调容变压器实现抽油机配电变压器的节能运行1变压器,1997,34(8):35～363 梁赤军.变压器节能的途径1变压器,1994,31(9):7,264 王同义,闫敬东1新型抽油机拖动系统的应用研究1石油机械,2002,30(10):45～47(本文编辑 王志权)!信息广角#第2代旋转式可膨胀管问世2004年3月5日在美国H ouston 召开的海洋技术会议(OT C )上,国际著名的石油工具生产商Weatherful 公司公布了第2代石油钻井用旋转式可膨胀管,并在提交的论文(OT C 16665)中公开了产品照片。