浅谈抽油机电机节能保护器在油田中的应用

付希庆 李柏宇 王成

大庆油田有限责任公司第四采油厂第三油矿 黑龙江省大庆市 163000

摘要：在油田采油中应用节能保护器具有提高变压器容量、降低线路损耗及提高负载率等作用，其主要采用补偿技术及电机断相等，使抽油机电机效率提高并降低能耗。本文针对抽油机电机节能保护器在油田中的应用进行深入的分析探讨。

关键词：抽油机电机；节能保护器；油田；应用

本文以我国著名的长庆油田为研究对象，长庆油田二厂是应用抽油机电机节能保护器最成功的油田之一，其在我国国民经济建设中贡献出巨大的力量。长庆油田采油二厂当前使用的抽油机主要有CYJ-7-2.5-26HB与CYJ-8-3.0，但长庆油田采油二厂电网过于繁杂且线路长，许多电能难以充分利用。另外，施工抽油机未设置保护装置，导致负荷失衡有雷击等问题造成电机烧毁等。这对于长庆油田采油二厂的发展十分不利，因此，要对其抽油机全面改进，促进长庆油田采油二厂的可持续发展。

一、抽油机电机节能保护器的阐述

根据长庆油田采油二厂的实际情况，其引进了抽油机节能保护器，这种保护器具有过流、节能及过载保护双重功能。另外，抽油机节能保护器采用了补偿技术与过载保护模块，大大弥补了传统抽油机低效、晚烧毁及高能耗的运行缺陷。

（一）抽油机电机节能保护器的工作原理

要确保电网电力的经济效益，就必须充分发挥电力变压及线路供电等设备的利用率。电机功率因数作为供电设备的重要指标，其决定了供电设备利用率的高低。如一台200KVA配电变压器，如果该变压器平均功率为0.的负载供电，即仅拥有140KW的有功功率；若改变平均功率电阻性负载，假设改变功率因数为1的电阻性负载，即该配电变压器可提供将近180的KW的有功功率，从中可发现，增加用户功率因数则可提高供电设备的利用率。

另外，在电机启动箱中设备相应低压电力容器设备，可达到提高设备功率因数目的，其主要是利用电机感性电流与电容器容性电流相位互差的效果，两者在并联运行时可发生互相的补偿，即向电机提供无功功率，减少电机无功功率的损失。

（二）电容器无功补偿量

电机功率在0.95的因数为最佳，也是最理想与最经济。若电机功率因数小于0.95时，电机功率因数会出现线性状态，若超过0.95时，电机功率因数会出现非线性状态，即扩大电容器容量。在进行电动机无功率补偿的过程中，必须考虑其实际有功功率以及功率因数选择配电容器，从而使电机安装后的功率因数会超过0.95。

二、现场案例研究分析

为了实验节能保护器的运行效果，提前制定好现场实施的方案，再根据方案设计对主要的部件进行性能的筛选，最终的目的是为了提高电机的整体性能。具体实施措施如下：

（1）为了避免实验过程中出现操作过电压及自激过电压等情况，先进行将电容器的接触器切换。电容器接触器具带抑制涌流的设备，其能够大大降低合闸流及抑制过电压，起到电容器保护的作用，并且延长电容器的使用寿命。

（2）选择电动机综合保护器。电动机保护器具有过流、短路、过载等保护功能，并且带有报警指示及故障检测等功能。在电动机运用过程中若出现断相、温度过高等异常状态时，电机机综合保护器可及时断开电器开关触头，起到电机动可靠的保护作用。

（3）为了避免电容器在运行过程出现负荷温度过高的现象，在控制柜加装防雨置及在箱体两侧加开设通风窗。

三、现场应用效果分析

在2012至2013年的之间，长庆油田采用抽油机节能保护器之后，其实现各种的效果。

（一）有功节能分析

在长庆油田5口井中采用了抽油机节能保护器，其中这五口井的有功能率减少了3.3Kw，每一个工作是减少3.3X24h/=79.2KW·h/d，每一年节省的电能为7.9*79.2KWH/d*360d=28512KW·h，每年节省的电费在28512KWh*0.62/KWh=17677.44元。其中的效果十分显著。

（二）无功功率节能

KQ是当前无功经济当量最常用的一种，无功经济当量是指减少1kvar无功功率且提供有功功率，在长庆油田5口井当中，无功功率下降了34.588kvarX0.2KW/kvar=6.9176KW，每一个工作日节省电量为6.9176KWx24h=168.0KWh，每一年节少电费为166.0.224KWhX360=59768.064KWh，每年节省电费为59768.064KWH*0.062元/KWh=37056.1997元。

结束语：

综上所述。本文抽油机电机节能保护器的工作原理进行相应的分析与比较，在现场进行实际的研究，针对长庆油田安装电机节能保护器的功率与无功率效果分析，通过安装后的结果证明节能保护器具有显著的经济节能效果，值得我国广大油田企业的推广与使用。

参考文献：

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[2]蔡甫权，蔡甫寒，杨立. 浅析抽油机专用节能保护器的设计及应用[C]// 第五届全国石油和化学工业电气技术交流研讨会. 2004.

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控制系统的中心是PLC，触摸屏与 PLC 的双向通信。根据触摸屏能够设定粗细不相同的工件直径和刀具前进与后退的速度，与此同时刀具移动的位移量能够显示在触摸屏上；PLC根据控制驱动器，使步进电机能够完成对应的运动的实现。在运行过程中当电机出现故障时，能够自动发出急停信号，自动切断动力电源，使设备的安全得到保障，在触摸屏上会弹出一个窗口，故障原因实时显示；当设备在运行的过程中遇到紧急情况需要对其停止时，也可以使用外部的急停按钮來对动力电源进行切断。气缸活塞的运动行程可以用外部传感器来进行检测，即气缸送料或是夹紧到位时，磁性开关能够检测到信号，PLC通过获得到的信号来驱动气缸和电机做出对应的运动。

五、软件部分的设计

通过PLC编程来实现整个倒角机的控制部分，为了对PLC软件的优点充分展示，在编程过程中要通过对流程工艺和PLC指令进行系统的分析，用模块化的结构思想，对整个模块的分解和各个模块间的逻辑互锁功能得以实现，用此完成对于整个PLC系统程序编制。

倒角机控制系统总共分成参数设置、自动运行、手动操作以及故障处理四个基本模块：

1、手动操作：其中包括有右手动操作和左手动操作。按下左/右手动的按钮，就能够实现左/右手动独立运行。在此模块使用时，倒角机可独立实现所有动作，比如说，按下触摸屏中的“快进”或者是“快退” 按钮健，倒角机切削装置的 “快进”或 快退”就能够实行。

2、自动运行：在理想工作状态下的倒角机，都是根据此模式运行的，整个倒角工序的自动化能够实现。进入此模式时，按下触摸屏界面上的“启动”按钮健，就能够实现对倒角机的往复循环运动，直到按下触摸屏界面的“返回”或者“停止”按钮健时，机器就能够停止运作。此模式退出之后，倒角机的动力装置就能够自动返回到原始状态，即：气缸回退，切削装置原点返回。

结语：高速自动倒角机根据PLC 程序的模块化进行设计，整个系统的自动运行得以实现，根据触摸屏的简单界面设定，PLC中的实时数据得到显示并对相关参数进行设置，从而对系统的可操作性进行提高。系统利用传感器进行限位，倒角机运行时的安全可靠性能够得到保障。用光电感应器对工件的起始位置进行检测，工件长度误差和送料定位误差进行补偿，通过反馈的信号，对刀具前进的位移量进行控制，倒角的精确性就可以实现。

参考文献：

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