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油田現代化節(jié)能驅動控制

1.油田行業(yè)特點

油田的主要能耗在交流異步電機驅動的高壓注水泵、磕頭機、輸油泵上面。傳統(tǒng)油田的電機驅動技術產業(yè)傳統(tǒng)電控柜或變頻器驅動控制，存在許多節(jié)能省電的空間，值得深入探討。

注水泵采用傳統(tǒng)移相電機軟啟動器驅動，由于無法帶載啟動或者接近于全壓啟動的沖擊電流，這種情況下的電網容量非常大，電機發(fā)熱量大，軟啟動無法達到有效限制啟動沖擊電流，水泵的壽命嚴重縮短。當前也有采用高壓變頻器節(jié)能驅動，但是高壓變頻器本身帶來25%的運行驅動損耗，故障率高，價格高，根本達不到節(jié)能預期效果。

抽油機（磕頭機）采用傳統(tǒng)三相交流異步電機星三角降壓啟動損耗較大，有的采用永磁同步電機驅動，由于沒有合適的驅動裝置，啟動電流很大，如果采用變頻器啟動則會產生15%的額外能源損耗而且加大故障率，不用變頻器則時常會燒毀電機。

輸油泵采用傳統(tǒng)電機軟啟動器或者星三角啟動裝置，這些傳統(tǒng)電氣設備都會帶來很大的節(jié)能空間，請參考下圖說明。

2.傳統(tǒng)油田高壓注水泵/輸油泵采用高壓變頻器主要缺失

瘦斯達交流驅動器替代傳統(tǒng)電控柜的效益：

降低30%電氣總投資費用，每月節(jié)約25%電費，電控柜縮小80%體積。

高壓單元串聯變頻器采用串聯疊加性原理，高壓10KV經過移相變壓器降壓改變相序及電壓等級，再經過功率單元變頻調速，最后串聯起來輸出為10KV電壓等級。

高壓變頻器缺失：

1.移相變壓器的損耗最低10%，全部驅動運行損耗達到25%左右。

2.低壓變頻器本身運行時會增加電網變壓器的諧波損耗2-5%。

3.高壓變頻器PWM高頻開關導致電機發(fā)燙運行損耗提高10%左右。

4.高壓變頻器本身的損耗約2-4%。

5.電網諧波污染無法忍受；諧波污染影響到二次變電所，大功率影響到一次變電所。

6.如果需要諧波治理等于再購買一臺高壓變頻器，那么運行損耗再加倍計算。

7.高壓變頻器投資金額極高，加上故障率極高，回收時間遙遙無期。

8.高壓變頻器的PWM波形帶來嚴重的無線電干擾（EMI）問題。

9.風機水泵設備一般不允許調速，調速以后所有運行參數均改變（壓力、流量平方下降），調速后負載設備運行效率急劇惡化。

10.高壓變頻器的電子元器件太多，損耗大，發(fā)熱量高，導致產品故障率極高。

通過以上分析后就知道單元串聯高壓變頻器不適合做風機、水泵、壓縮機節(jié)能改造，這是所有已經使用高壓單元串聯變頻器節(jié)能改造驗證的共同結果。

3.油田抽油機行業(yè)待解決電氣問題

1.降低電氣總投資成本，也就是降低電控柜、動力線等相關費用。

2.電機啟動時無啟動沖擊電流，應該允許多次啟動不會影響到電網及驅動電機。

3.有效降低電網啟動容量，最好沒有啟動沖擊電流。

4.降低流動電費；允許多次啟停方式提高電機能源利用率。

5.解決大馬拉小車問題，減免無功補償設備。

6.價格合理（最好高壓變頻器的1/3以內），產品可靠性高。

7.可免除再投資購買各種電氣輔助設備（沒有環(huán)境污染問題）。

8.能夠智能自動化節(jié)能驅動控制，通過壓力、流量反饋信號閉環(huán)控制。

9.具備現代化人機界面控制，各種通訊接口或觸摸屏人機界面。

10.產品可靠性高，故障率低，密閉性好（因為環(huán)境潮濕）。

4.各種啟動裝置啟動特性比較

5.瘦斯達替代傳統(tǒng)電控柜

2016年寧夏長慶油田（銀川）磕頭機節(jié)能改造如下表；西普瘦斯達交流驅動器采用一用一備方案，改造后可靠性高，節(jié)電效果超過10%以上，同時解決了油田抽油機過去許多無法解決的問題。

油田抽油機不同設備的選型介紹請參考相關行業(yè)點擊資料介紹

泵浦機械現代化節(jié)能驅動與智能控制

油田注水泵與輸油泵應用

瘦斯達中高壓節(jié)能型交流驅動器-H6可接受物理量反饋控制，作為電機啟停控制信號，全速時可以旁路運行沒有額外損耗發(fā)生，采用交交變頻式技術，可帶載啟動沒有沖擊電流。具有泵停功能防止水錘現象。進一步資料請查看泵浦現代化節(jié)能驅動資料。

用戶如需調速，可選用環(huán)保型綠色變頻器（A7/H7）替代傳統(tǒng)電壓型變頻器，這樣沒有諧波污染及電機PWM噪音無線電干擾等問題。

6.瘦斯達替代傳統(tǒng)電控柜的主要效益

1.電氣投資總成本下降20%左右，包括電網容量下降，動力線及開關設備等。

2.電控柜體積縮小80%。

3.電網容量下調無功補償及基本電費同時下調。

4.接觸器采用半導體過零開關控制，沒有火花拉弧現象。

5.可利用多次啟動方式（無啟動沖擊電流）節(jié)能控制-流動電費下降20%左右。

6.不必再投資購買節(jié)能改造、技術改造、無功補償、污染防治設備。

7.具有遠程監(jiān)控功能，局網、總線、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

8.全方位電機保護功能，電機不再燒毀。