△/Y型节能控制柜在鲁克沁油田的研究与应用

夏友山，陆世宏，汤 强

（吐哈油田鲁克沁采油管理区，新疆鄯善 838202）

0 引言

鲁克沁油田属于稠油油田，具有黏度高、密度大、凝固点高和含气量少的特性。现用ⅡCYJQ16-6-89HPB型、CYJW16-5-89HFB型、CYJW18-5-105HF型三种游梁式抽油机670 余台，配套使用45 kW 和55 kW 的三相异步电机，是油田高能耗设备，生产成本高。以下为抽油机电机三角形接线及△/Y转换型方式运行的研究应用，通过电能消耗对比，分析△/Y转换型节能控制柜的节能、效益情况及在鲁克沁油田的应用前景。

1 抽油机运行现状

鲁克沁油田为稠油油田，井深、抽油机负载重。从泵挂深度、最大平均载荷、电机功率、电机接线方式、抽油机启动电流及运行电流等方面，对鲁克沁油田600 余台抽油机井现场进行调查。

（1）油井平均泵挂深度在2771 m 左右，最大泵挂深度3300 m，泵挂较深。

（2）油井最大载荷100～140 kN，最大平均载荷120 kN。

（3）ⅡCYJQ16-6-89HPB型、CYJW16-5-89HFB型抽油机装配Y315S-10型45 kW 三相异步电机，CYJW18-5-105HF型抽油机装配型号为Y315M-10 的55 kW 三相异步电机，均为△接线，电机参数见表1。

表1 鲁克沁油田抽油机电机参数

（4）CYJW18-5-105HF型抽油机配备55 kW 电机，冲程4 m，2.0 冲次/min 或2.5 冲次/min，电机平均启动最大电流150 A，平均运行电流65 A；ⅡCYJQ16-6-89HPB型、CYJW16-5-89HFB型抽油机配备45 kW 电机，冲程4 m 或4.8 m，2.0 冲次/min 或2.5 冲次/min，电机平均启动电流132 A、平均运行电流41 A。

可见，抽油井泵挂深、稠油黏度大、密度大是抽油机载荷大的主要原因，也是配备大功率电机的关键因素。电机接线采用△接线能满足抽油机井负载大、启动电流高的要求，但运行过程中电能消耗大，生产成本高。

2 研究思路

电机的△接线是将各项绕组依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为三相电的3 个相线。△接线电机的U线=U相，I线=，启动电流大，电机得以顺利启动（图1）。电机的Y 接线是将各绕组的一端接在一个点上，它们的另一端作为引出线，分别为3 个相线。Y 接线电机的U相，I线=I相，启动电流小，起输出功率小（图2）。因为鲁克沁油田抽油井深负荷大，如果采用Y 接线易导致抽油机电机启动困难，甚至无法正常启动。

图1 △接线

图2 Y 接线

利用电机的△接线和Y 接线原理，通过在抽油机启动柜内加装时间继电器、交流接触器等电器元件，将抽油机启动柜内电机的接线方式改为△接线启动，抽油机运转正常后自动转换为Y 接线运行（图3），既可以满足抽油机启动时电流大的特点，又能满足抽油机正常运转时电流小的特点，同时达到节能增效的目的。

图3 △/Y转换控制原理

3 对比分析

2019 年7 月份，鲁克沁油田改造应用了8 台抽油机△/Y转换型节能控制柜。8 月份采用△接线和△/Y转换模式分别运行5 d，即连续运行120 h 的电机电能消耗监测。电能消耗监测仪表型号为DT862-4型，电表参数为3×220/380 V 3×1.5 A 50 Hz 600 r/（kW·h），执行标准GB/T 17215.311—2008，监测数据见表2。

表2 抽油机电机Y 运行和△运行耗能试验对比

从表2 可以看出，玉东2-10、玉东2-3、玉东平2、玉东2-99、玉东204-35 等5 台CF16型抽油机由△接线运行改为△/Y转换运行后，平均日节电最高88 kW·h，节电率36.3%，平均日节电最低48 kW·h，节电率14.8%，综合平均节电率23.3%；玉东平13、玉东2-8、玉东204-38 等3 台CF18型抽油机由△接线运行改为△/Y转换运行时，平均日节电最高56 kW·h，节电率35.0%，平均日节电最低12 kW·h，节电率5.3%，综合平均节电率18.2%。8 台抽油机电机由△接线运行改为△/Y转换运行后，节电效果明显。

4 结论与应用

由监测数据可以得出，将抽油机启动柜内电机的接线方式改为△接线启动，抽油机运转正常后自动转换为Y 接线运行，满足了抽油机电机大电流启动、小电流运行的要求，达到了节能增效的目的。

2019 年9—12 月份，鲁克沁油田组织更换了106 台△/Y型智能节能控制柜（图4）。其中，CF16型抽油机共安装了36 台，CF18型抽油机共安装了70 台。截至2019 年12 月30 日，共节省电量约400 985 kW·h，日节电4455 kW·h，按照0.72 元/（kW·h）计算，每年可节约电费117.08 万元，节能效果显著，具有进一步推广应用的价值。