抽油机微电脑节电箱节电效果

杨帆（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

大庆油田有限责任公司第三采油厂第一油矿206队在2012年、共选出5口抽油机井安装了微电脑节电箱，通过分析实测电参资料，对抽油机井安装的微电脑节电箱的优缺点进行详细分析，摸索出了适合安装该节电箱的抽油机井，总结出了更加合理地使用调压节能技术的新方法。

1 抽油机控制箱节电的意义

由于油田的抽油机惯性转矩较大，工作时都是带载起动，需要大功率起动，为了满足起动需求，不得不配备额定功率大的电动机来拖动。另外电动机载荷是带有冲击性的变载荷，为了使拖动抽油机的电动机稳定运行并具有一定的过载能力，需按抽油机的最大功率来配备电动机。长期以来油田使用的抽油电动机大多处在轻载运行甚至是空载，而且电动机平均负载率为20%～30%之间，一部分抽油机井的负载率更低，功率因数低于0.6以下，这样长期处于低负载、低功率因数状态下运行，造成抽油机电动机的较大功率损耗。因此将先进的节能技术应用于机械采油井上。对减少机械采油井的能耗，降低原油成本。提高油田开发的经济效益是非常必要的，机械采油井的节能潜力很大，经济效益非常可观。

2 微电脑控制电动机节电器的原理及技术指标

2.1 节电原理

微电脑控制电动机节电器是一个微电子相位、电流闭环跟踪检测、电子模块自动调压变流供电的全自动控制系统。能随时自动跟踪负载的变化，并通过闭环反馈系统控制电子模块的导通角自动控制供电系统的电压和电流，使电动机在最小电耗下运行，大大提高了电动机的效率，达到节电效果。微电脑控制电动机节电器见图1。

该节电器采用了电流闭环反馈系统，可以在低电压、小电流下频繁启动，可根据负载转距的大小适当调节启动电流和启动时间，使电动机启动电流始终维持在设定范围内，避免了启动瞬间的电流冲击和机械冲击[1]。

2.2 主要技术特点

1）良好的降压恒流软启动功能。可根据负载情况在5-40 s范围内，分别以2倍电动机额定电流范围任意选择调节，避免大启动电流对电网的冲击。

2）节电功能。当电动机处于轻载或空载时，自动转入节电状态，空载节电率可达70%左右，轻载节电率可达18%左右，功率因数可提高至0.85以上。

3）自动保护功能。该装置具有错相、缺相、过流、过压、欠压、过热等多种保护功能，可大大延长电动机的使用寿命[2-3]。

微电脑控制电动机节电器原理见图2。

3 现场应用效果分析

3.1 负载率越小，节电效果越明显

通过数据表明，在负载率小于60%时，能够取得较好的节能效果，而且负载率越低，效果越明显。节能效果见图3所示。它不仅适用于负荷缓慢变化的场合，而且在负荷变化速度较快和变化较大的场合，也能取得较好的节能效果。因此电动机装机功率大，功率利用率低的抽油机井，即为“大马拉小车”的井，这类井存在轻载运行状态，具有节能潜力，适合应用微电脑控制电动机节电保护器。

3.2 运转电流明显下降，使抽油机运转更加平稳

装机前的上电流平均为28.6 A，下电流平均为28.9 A；装机后的上电流平均为24.4 A，下电流平均为26.0 A。上电流平均下降了4.2 A，下电流平均下降了2.9 A，电流的下降使抽油机运转更加平衡。

3.3 节电效果显著，综合节电率达到41.65%

根据安装前后测试资料的对比，装前平均有功功率为8.742 kW，装后平均有功功率为5.222 kW，平均有功节电率为40.2%；装前平均无功功率为14.01 kW，装后平均无功功率为6.66 kW，平均无功节电率为52.5%；装前平均功率因数为0.549，装后平均功率因数为0.674，功率因数提高0.125，综合节电达到41.65%。

4 经济效益评价

安装前用电量：W1=86 398 kWh

安装后用电量：W2=50 412 kWh

每年节电量：ΔW=W1-W2=35 986 kWh

每台抽油机微电脑控制箱总投入7 980元，按综合节电率41.65%计算，每年单井节电35 986 kWh，电按0.51元计算不仅实现当年回收成本（投资回收期为170 d），而且当年节电效益8 352元。第二年以后.每年节电效益18 352元。经济效益十分可观。

5 结论

1）从现场的实际应用情况来看，微电脑控制电动机节电保护器不仅对电动机实现可靠的保护作用，而且对负载变化甚至长时间在轻载运行中，能自动跟踪负载变化供电，不仅节能效果显著，而且各种功能完备，具有广泛的推广价值。

2）尽管微电脑控制电动机节电保护器对电动机负载率较大的抽油机井也有一定节能效果，但是仍然建议选井时尽量选取负载率小的井，以便取得更好的节能效果。

[1]王薇.抽油机井节能控制箱的综合评价[J].石油石化节能,2012(3):34-36.

[2]郑海金.提高机械采油系统效率的理论研究及应用[J].石油学报,2004.1.1.

[3]郑海金.一种有杆泵机械采油工艺参数确定方法[P].中国,ZL99109780.7,2002.5.29.