勝利油田抽油機系統
應用方案
埃特羅斯（北京）電氣****
2023年2月19日
目錄一、公司簡介 2
二、油田抽油機系統分析 3
1、線路損耗分析 4
2、變壓器損耗 4
3、油田抽油機負荷分析 6
3.1抽油機電動機分類 6
3.2抽油機電動機負荷特性 8
3.3抽油機負荷主要特點 9
4、現場例項分析 9
4.1現場基本情況 9
4．2資料分析 10
三、現有裝置效果分析及解決方案 12
1、使用者現場提供資料 12
2、現場補償裝置效果分析 13
3、影響效果的因素分析 14
4、解決方案 15
4.1裝置原理 15
4.2裝置組成 15
4.3裝置技術優勢 15
四、無功補償意義及諧波危害 16
1、無功補償意義 16
2、諧波危害 17
rtr energía 公司成立於2023年，總部位於西班牙馬德里，是一家以無功功率補償和濾波系統及產品的研發設計、生產、銷售和工程服務等為核心業務的專業化公司。
rtr energía 擁有世界上最先進的無功補償和濾波產品的生產和檢測裝置、完善的生產工藝流程、嚴格的質量控制流程，每個產品在出廠前都經過全面的檢測和測試，以確保產品的質量和精度，保證現場運在30多年的時間裡，rtr energía 已經發展成為一家能夠向全球市場和使用者提供全系列中低壓電容器及無功功率補償和濾波系統的國際性公司，並在世界範圍內取得了十分顯著的應用業績。具iso9000質量體系認證的rtr energía 是一家在國際電氣工程領域內充滿活力和創新精神的公司。
創新技術創新能力是rtr energía 獲得成功的重要因素之一。在能源領域內，我們正在持續的進行新解決方案的研發，以應對二十一世紀的全球能源挑戰。我們為發展高效利用能源的新技術所作的努力，將會成為推動社會進步的重要力量。
全球化rtr energía 已經成為能源效率領域內的乙個重要的國際性廠商。我們的產品已經成功地應用於世界上60多個國家，並在西班牙和智利設有工廠。我們還在中國這個世界上最重要和具有戰略意義的經濟體設立了分支機構。
環境我們的解決方案是致力於能源使用的品質和優化。我們的產品蘊藏在下一次能源變革之中，為建立乙個更高效、可持續和有競爭力的新能源模式做出貢獻，並實現經濟發展和環境保護的和諧共存。
公司的價值理念是：
圖為油田抽油機負荷供電系統示意圖
根據上圖就可以看出從變電所到用電負荷抽油機需要經歷架空線路、供電變壓器及敷設線路部分組成最終到達用電負荷-抽油機。且每台變壓器所帶負荷種類相同，但數量不同也同等，每台變壓器所帶油井數量可能是1口也可能是2口。且架空線路遠近不一，遠的有20~30km這樣看來，線路損耗嚴重。
我們需要需要考慮的損耗或節能問題也應該從這4方面考慮了，架空線路損耗、變壓器損耗、敷設線路損耗、抽油機自身損耗。，
當負荷電流通過線路時，**路電阻上會產生功率損耗。
(1)單一線路有功功率損失計算公式為
△p＝r
式中△p--損失功率，w；
i--負荷電流，a
r--導線電阻，ω
(2)三相電力線路線路有功損失為
△p＝△pa十△pb十△pc＝3r
(3)溫度對導線電阻的影響：導線電阻r不是恆定的，在電源頻率一定的情況下，其阻值
隨導線溫度的變化而變化。
由此可見線損△p和電流i的平方成正比，也就是說電流i下降n,損耗是下降n的平方倍的；導線電阻r和導線的長度是成正比的，油田架空線路導線長的甚至有20~30km，由此看來降低線損的意義十分重要
油田變壓器現大多以s9和是s11為主。配電變壓器損耗(簡稱變損)分為鐵損(空載損耗)和銅損(負載損耗)兩部分。鐵損對某一型號變壓器來說是固定的，與負載電流無關。
銅損與變壓器負載率的平方成正比。
s9系列10kv配電變壓器技術引數
s11變壓器技術引數
高壓：10(6、6.3、10、10.5、11) 低壓：0.4kv 聯結組：或
目前在機械採油中，遊梁式抽油機是應用最普遍的石油開採機械裝置之一，也是油田耗電大戶，其用電量約佔油田總用電量的40％，總體效率很低。但游梁抽油機也存在著一些不利因素。主要是啟動扭矩大（由於起動時，要重新掛吊繩，電機需通過連竿將配重支起），平衡效果差，在乙個衝次內載荷變化較大，當抽吸工況變化時，載荷也隨之變化。
這些因素決定了在選用電機時必須留有較大餘量（初始狀態要求拖動電機的起動轉矩是抽油機執行時負載的3～4倍，甚至更大）。這就造成了電機大多數處於輕載執行的情況。在大多數情況下，電機的實際負載率低於40%。
電機的效率和功率因數都很低，這就造成較大的電能浪費。
因此，由以上抽油機負荷的特點決定了在選擇電動機時，必選最大轉矩選擇。實際中考慮到砂卡、結蠟等異常時，不致因啟動困難燒毀電動機，通常還要認為增大電動機裕量，這無疑加劇「大馬拉小車」現象，使得電動機長期在低負荷下執行。電動機負載率低勢必影響到電動機的執行效率。
目前油田抽油機系統中抽油機電動機主要分為兩種：變頻電動機和非變頻電動機，又分為雙功率電動機和普通三相非同步電動機兩種。
普通三相非同步電動機、變頻電電機應用比較普通不做重點介紹
雙功率節能電機其控制過程是：先接通電機的大功率繞組，電機起動後，檢測幾分鐘的平均電流，如果小於小功率額定電流，就將電源切換到電機的小功率繞組；電機執行在小功率期間，如果採油工況發生變化，負載增大，大於小功率的額定負載，就將電源切換回電機的大功率
變頻電機和非變頻電機通過以下測試資料有如下特點
通過變頻器抽油機電能質量資料，結合諧波電流柱狀圖不難分析出，抽油機加裝變頻器後產生5、7次特徵性諧波，且含量較多，其中5次諧波含量高達42.7%，諧波對電氣裝置的危害是十分嚴重的。
藍色較平穩的波形為電壓波形；粉色波形為電流波形，
通過下圖非變頻器抽油機電能質量資料，可以看出在非變頻器抽油機，電壓電流波形相對較平穩，幾乎沒有發生畸變現象。但功率因數較加變頻時明顯很低，最低是可以再0.2以下。
藍色為電壓波形；粉色波形為電流波形
一般情況下，電動機效率、功率因數與負載率關係曲線如下圖，從圖上可以看出：當負載率k＜0.7時，功率因數隨負載率下降很快。
h(k)電動機的效率 k電動機的負載率
電動機的效率曲線
f(k)電動機的功率因數 k電動機的負載率
電動機功率因數曲線
功率因數低下不僅增加電動機自身損耗，而且給電網造成附件損耗，降低電網供電能力和變壓器裝置的利用率
● 抽油機負荷是變化極大地脈衝負荷。變化頻率常用衝程表示，其衝程一般來說約12次/分鐘，變化週期約10秒左右。
● 變化週期的上下兩個衝程各有乙個死點，抽油機停車後在啟動時，總是從兩個死點中負載較大的死點開始的。因此，要求抽油機電動機應具有較大的啟動轉矩。
● 抽油機在工作中有乙個輸出功率的過程，輸出功率的大小和時間隨抽油機的實際工況不同而不同，所以抽油機在執行過程中，將有乙個驅動電動機發電執行的過程，這將給無功補償帶來一定的難度。
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