油田現(xiàn)代化節(jié)能驅(qū)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(qū)動的高壓注水泵、磕頭機、輸油泵上面。傳統(tǒng)油田的電機驅(qū)動技術(shù)產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)電控柜或變頻器驅(qū)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(qū)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(wǎng)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(yán)重縮短。當(dāng)前也有采用高壓變頻器節(jié)能驅(qū)動，但是高壓變頻器本身帶來25%的運行驅(qū)動損耗，故障率高，價格高，根本達不到節(jié)能預(yù)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(qū)動，由于沒有合適的驅(qū)動裝置，啟動電流很大，如果采用變頻器啟動則會產(chǎn)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(shè)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(qū)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(lián)變頻器采用串聯(lián)疊加性原理，高壓10KV經(jīng)過移相變壓器降壓改變相序及電壓等級，再經(jīng)過功率單元變頻調(diào)速，最后串聯(lián)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(qū)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(wǎng)變壓器的諧波損耗2-5%。

3.高壓變頻器PWM高頻開關(guān)導(dǎo)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(wǎng)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(yán)重的無線電干擾（EMI）問題。

9.風(fēng)機水泵設(shè)備一般不允許調(diào)速，調(diào)速以后所有運行參數(shù)均改變（壓力、流量平方下降），調(diào)速后負(fù)載設(shè)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(dǎo)致產(chǎn)品故障率極高。

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

2.電機啟動時無啟動沖擊電流，應(yīng)該允許多次啟動不會影響到電網(wǎng)及驅(qū)動電機。

3.有效降低電網(wǎng)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(shè)備。

6.價格合理（最好高壓變頻器的1/3以內(nèi)），產(chǎn)品可靠性高。

7.可免除再投資購買各種電氣輔助設(shè)備（沒有環(huán)境污染問題）。

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

9.具備現(xiàn)代化人機界面控制，各種通訊接口或觸摸屏人機界面。

10.產(chǎn)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(qū)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(shè)備的選型介紹請參考相關(guān)行業(yè)點擊資料介紹

泵浦機械現(xiàn)代化節(jié)能驅(qū)動與智能控制

油田注水泵與輸油泵應(yīng)用

瘦斯達中高壓節(jié)能型交流驅(qū)動器-H6可接受物理量反饋控制，作為電機啟?？刂菩盘?，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(shù)，可帶載啟動沒有沖擊電流。具有泵停功能防止水錘現(xiàn)象。進一步資料請查看泵浦現(xiàn)代化節(jié)能驅(qū)動資料。

用戶如需調(diào)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(wǎng)容量下降，動力線及開關(guān)設(shè)備等。

2.電控柜體積縮小80%。

3.電網(wǎng)容量下調(diào)無功補償及基本電費同時下調(diào)。

4.接觸器采用半導(dǎo)體過零開關(guān)控制，沒有火花拉弧現(xiàn)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(shù)改造、無功補償、污染防治設(shè)備。

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

8.全方位電機保護功能，電機不再燒毀。