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80内蒙古石油eL．r-2010年第4期

变频调速技术在抽油机上的应用

杨建军，王宝明。
(1．西安石油大学；2．长庆油田公司第三采油厂)

摘要：针对长庆油田抽油机普遍存在“大马拉小车”的现象，通过实施变频调速技术，改善了低产
低效油井的能耗状况，现场使用其节能效果可达到30以上。取得了显著的经济效益和社会效益。
关键词：变频I抽油机；节能
中图分类号：TM344．6tTE933+．1文献标识码：A文章编号：1006-7981(2010)04一
O08O—O2

1概述抽油机配用的电动机一般有两种，一种为高压
采油三厂所属油田具有低压、低渗、低产特征，电动机(电压等级为1oKV、6KV或3KV)，一种为低
属于典型的三低油藏，机采系统效率低下，供采不协压电动机(电压等级为660V或380V)。因此选用的
调是影响系统效率的主要因素之一，为了提高机采变频调速装置也可有两种：一种为高压变频器，一种
井系统效率，合理油田抽汲参数，提高油田管理水为低压变频器。
平，通过引入变频调参技术，以实现电机与抽油机井进年来各种高压变频器不断出现，高压变频器
载荷的合理匹配，降低抽油机输入功率，达到节能降到目前为止还没有像低压变频器那样近于统一的拓
耗的目的。扑结构。根据高电压组成方式可分为直接高压型和
2变频调速技术及其工作原理高一低高压型；根据有无中间直流环节来分，可以分
2．1变频调速技术简介为交一交变频器和交一直一交变频器。
交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微评价高压变频器的性能指标主要有：成本、可靠
电子、计算机及电机学等技术之大成的一项高技术。性、输出谐波，对电网的谐波污染，输入功率因数，共
变频调速器在调速范围、调速精度、动态响应、输出模电压，系统效率，能否四象限运行等。其中对变频
性能、功率因数、运行效率和适用性等方面都是其它器产生的高次谐波尤为重视，因为它将造成对电网
交流调速方式不可比拟的，它以其优异的调速性能、产生谐波污染，对电动机产生严重影响。
显著的节电效果被公认为是世界上应用最广、效率由于高压变频器的应用越来越广泛，容量也较
最高、最理想的电气传动方案，是电气传动的发展方大，占整个电网容量的比重较为显著，因此，对电网
向。它为提高产品质量和产量，节约能源、降低能耗，的谐波污染问题不容忽视，解决谐波污染的办法有
提高企业经济效益提供了重要的新手段。变频调速两种，一是采取谐波虑波器，对于高压变频器产生的
技术的优越性体现在两个方面：其一是节约能源；其谐波进行治理以达到供电部门的要求，也即通过所
二是卓越的调速性能，提高了自动化水平。说的“先污染，后治理”的办法；二是采用产生谐波电
2．2变频调速工作原理流小的变频器，变频器本身基本上不对电网造成谐
根据电工学原理，抽油机消耗功率随电动机转波污染，即所谓的“绿色”电力电子产品，从本质上解
速的降低而减少。如果要调节抽油机的冲次，只要调决谐波污染问题。国际上对电网谐波污染控制的标
节电动机的转速就可以实现，而同时将大大降低电准中，应用较为普遍的是IEEE519—1992，我国也有
动机的消耗功率，节约电能。相应的谐波控制标准。
异步电机的转速公式：n一60f(1一s)／P输出谐波对电动机的影响主要有：引起电动机
式中：f一定子频率(Hz)；p一磁极对数；S一异附加发热，导致电动机的额外温升，电动机往往要降
步电动机的转差率。额使用。由于输出波形失真，增加电动机的重复峰值
因此改变异步电机的供电频率即可改变电机的电压，影响电动机的绝缘，谐波还会引起电动机转矩
转速实现调速运行。脉动，噪声增加。目前使用的各种变频器通过分析比
3抽油机变频调速技术较有以下区别：电流源型变频器由于存在输出谐波

收稿日期：2OO9一l1—28
作者简介：杨建军，男，经济师，长庆油田采气二厂企业管理与法规科工作，西安石油大学工程硕士在读。
2010年第4期杨建军等变频调速技术在抽油机上的应用·81

和共模电压对电动机的影响等问题，电动机需降容盘44—29井变频试验数据对比
使用和加强绝缘，使其应用受到极大的限制；三电平
电压源型变频器存在输出谐波等问题，一般要设置
输出虑波器，否则必须使用专用电动机。
综上所述，在选用变频装置的过程中，除考虑节
能的同时还应注意上述因素，以取得最佳效果。
4抽油机变频调速技术的应用与节能效果评价
变频调速技术显著的节能效果已越来越被人们5认识和建议
所重视，并且已在许多场合得到广泛应用。采油三厂5．1安装变频器后，在没有影响产量的情况下，电
通过对66套抽油机变频调速装置进行现场测试对能消耗大大降低。
比，节能效果可达到3O以上。使用变频器后，改变5．2该装置采用软启动，启动比较平稳，对电机以
了“大马拉小车”的能耗现状，改善了低产低效油井及抽油机的