抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用

抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用

【摘要】抽油机电机负载自动跟踪节能器，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境的最佳匹配，从而减少能源浪费，提高抽油机电机的运行效率。现场应用35口井结果表明，该技术实现了有功节电率6.46%、综合节电率6.91%。

【关键词】节能器；能量补偿；节能效果

1 问题的提出

目前我厂有抽油机7214口井，在用的节能设备主要有节能抽油机、节能电机和节能控制箱，全厂节能覆盖率85.42%。为了进一步降低抽油机单井能耗，提高系统效率，我们推广电机负载自动跟踪节能器，通过对电动机负载情况对电机运转情况的实时检测和分析，实现电容器组进行快速智能投切组合，从而使实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境条件的最佳匹配，从而降低电机能耗，提高抽油机电机的运行效率。

2011年在45kW、55kW电机装机功率不同条件下，对该产品的节电效果进行评价，从而优化使HECY-380型抽油机电机负载自动跟踪节能器与电机达到最佳的匹配，提高电机的运行效率。

2 工作原理及结构特点

2.1 工作原理

抽油机电机负载自动跟踪节能器的工作原理是对电流的实时跟踪补偿，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，电流较大是（有功功率较高时），可控硅导通角减小，电容补偿量随之减少，反之，可控硅导通角增加，电容补偿量增加，实现节能。

无功功率补偿的是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。其原理如图1所示。

图1 电容补偿原理图

2.2 自动跟踪节能器结构组成

图2 控制面板图3 控制面板上显示屏

抽油机电机负载自动跟踪节能器由控制系统和执行系统两部分组成。

控制系统：实时监测电压、电流、功率因数，并对电流无功分量进行分析、判断，作为执行系统智能投切的依据，保证较好的补偿效果。

执行系统：采用高速无触点开关，作为一种交流电子开关，接受控制网络触发信号，代替有触点交流接触器投切的方式。

2.3 抽油机电机负载自动跟踪节能器功能

2.3.1 智能补偿

高性能微处理器芯片，针对抽油机低负载率带来的功率因数和系统效率低的问题，内置的专用优化控制软件能及时准确地动态调整设备电容投切。可实现分参数、分机控制，与其他控制系统联网，实现智能化、系统化。

2.3.2 动态跟踪

控制器能及时准确地动态跟踪电机的供电电压与电流，通过动态跟踪优化使电机的输出功率与负载精确匹配，实现了抽油机的负载动态跟踪节能控制。

2.3.3 软启、软停

节能器具有软启、软停功能，保证电机连续平滑地启动，实现对停电后自启动电流的灵活控制，从而有效改善电机运行条件与电网电压质量，提高系统运行的整体可靠性。

2.3.4 无弧投切

节能器执行系统采用进口模块无触点开关，在快速、频繁投切过程中不产生电弧、噪音、熔焊等现象，使投切的暂态过程达到最短，有效避免冲击电流和过电压的现象，保障现场设备的安全稳定运行。

3 现场应用效果

2011年现场安装35口井，对比34口井（间抽一口未测），安装前后有功功率由12.67kW下降至11.86kW，下降0.81kW（降幅6.39%），系统效率由30.61%上升至34.12%，上升3.51个百分点（升幅11.47），百米吨液耗电由1.03kW·h 下降至0.86kW·h，下降了0.17kW·h（降幅16.5%），功率因数由0.37上升到0.67，上升了0.30（升幅81.1%），有功节电率达到6.46%，综合节电率达到6.91%。

表1 现场应用效果汇总表

4 结论

35口井对比结果表明，实施该技术可实现有功节电率6.39%，系统效率上升3.51百分点（升幅11.47），百米吨液耗电下降了0.17kW·h（降幅16.5%），功率因数由0.37上升到0.67，上升了0.30（升幅81.1%），综合节电率达到6.91%。