淺談電機(jī)智能保護(hù)器在油田中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2022-03-23 19:41
淺談電機(jī)智能保護(hù)器在油田中的應(yīng)用
摘要：在油田采油中應(yīng)用電機(jī)智能保護(hù)器具有提高變壓器容量、降低線路損耗及提高負(fù)載率等作用，其主要采用補(bǔ)償技術(shù)及電機(jī)斷相等，使抽油機(jī)電機(jī)效率提高并降低能耗。本文針對(duì)抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器在油田中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析探討。
關(guān)鍵詞：抽油機(jī)電機(jī)；電機(jī)智能保護(hù)器；油田；應(yīng)用
本文以我國著名的長慶油田為研究對(duì)象，長慶油田二廠是應(yīng)用抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器最成功的油田之一，其在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中貢獻(xiàn)出巨大的力量。長慶油田采油二廠當(dāng)前使用的抽油機(jī)主要有CYJ-7-2.5-26HB與CYJ-8-3.0，但長慶油田采油二廠電網(wǎng)過于繁雜且線路長，許多電能難以充分利用。另外，施工抽油機(jī)未設(shè)置保護(hù)裝置，導(dǎo)致負(fù)荷失衡有雷擊等問題造成電機(jī)燒毀等。這對(duì)于長慶油田采油二廠的發(fā)展十分不利，因此，要對(duì)其抽油機(jī)全面改進(jìn)，促進(jìn)長慶油田采油二廠的可持續(xù)發(fā)展。
一、抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器的闡述
根據(jù)長慶油田采油二廠的實(shí)際情況，其引進(jìn)了抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器，這種保護(hù)器具有過流、節(jié)能及過載保護(hù)雙重功能。另外，抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器采用了補(bǔ)償技術(shù)與過載保護(hù)模塊，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)抽油機(jī)低效、晚燒毀及高能耗的運(yùn)行缺陷，酸菜魚。
（一）抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器的工作原理
要確保電網(wǎng)電力的經(jīng)濟(jì)效益，就必須充分發(fā)揮電力變壓及線路供電等設(shè)備的利用率。電機(jī)功率因數(shù)作為供電設(shè)備的重要指標(biāo)，其決定了供電設(shè)備利用率的高低。如一臺(tái)200KVA配電變壓器，如果該變壓器平均功率為0.的負(fù)載供電，即僅擁有140KW的有功功率；若改變平均功率電阻性負(fù)載，假設(shè)改變功率因數(shù)為1的電阻性負(fù)載，即該配電變壓器可提供將近180的KW的有功功率，從中可發(fā)現(xiàn)，增加用戶功率因數(shù)則可提高供電設(shè)備的利用率。
另外，在電機(jī)啟動(dòng)箱中設(shè)備相應(yīng)低壓電力容器設(shè)備，可達(dá)到提高設(shè)備功率因數(shù)目的，其主要是利用電機(jī)感性電流與電容器容性電流相位互差的效果，兩者在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)可發(fā)生互相的補(bǔ)償，即向電機(jī)提供無功功率，減少電機(jī)無功功率的損失。
（二）電容器無功補(bǔ)償量
電機(jī)功率在0.95的因數(shù)為最佳，也是最理想與最經(jīng)濟(jì)。若電機(jī)功率因數(shù)小于0.95時(shí)，電機(jī)功率因數(shù)會(huì)出現(xiàn)線性狀態(tài)，若超過0.95時(shí)，電機(jī)功率因數(shù)會(huì)出現(xiàn)非線性狀態(tài)，即擴(kuò)大電容器容量。在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)無功率補(bǔ)償?shù)倪^程中，必須考慮其實(shí)際有功功率以及功率因數(shù)選擇配電容器，從而使電機(jī)安裝后的功率因數(shù)會(huì)超過0.95。
二、現(xiàn)場案例研究分析
為了實(shí)驗(yàn)電機(jī)智能保護(hù)器的運(yùn)行效果，提前制定好現(xiàn)場實(shí)施的方案，再根據(jù)方案設(shè)計(jì)對(duì)主要的部件進(jìn)行性能的篩選，最終的目的是為了提高電機(jī)的整體性能。具體實(shí)施措施如下：
（1）為了避免實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)操作過電壓及自激過電壓等情況，先進(jìn)行將電容器的接觸器切換。電容器接觸器具帶抑制涌流的設(shè)備，其能夠大大降低合閘流及抑制過電壓，起到電容器保護(hù)的作用，并且延長電容器的使用壽命。
（2）選擇電機(jī)智能保護(hù)器。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器具有過流、短路、過載等保護(hù)功能，并且?guī)в袌?bào)警指示及故障檢測等功能。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)用過程中若出現(xiàn)斷相、溫度過高等異常狀態(tài)時(shí)，電機(jī)機(jī)綜合保護(hù)器可及時(shí)斷開電器開關(guān)觸頭，起到電機(jī)動(dòng)可靠的保護(hù)作用。
（3）為了避免電容器在運(yùn)行過程出現(xiàn)負(fù)荷溫度過高的現(xiàn)象，在控制柜加裝防雨置及在箱體兩側(cè)加開設(shè)通風(fēng)窗。
三、現(xiàn)場應(yīng)用效果分析
在2012至2013年的之間，長慶油田采用抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器之后，其實(shí)現(xiàn)各種的效果。
（一）有功節(jié)能分析
在長慶油田5口井中采用了抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器，其中這五口井的有功能率減少了3.3Kw，每一個(gè)工作是減少3.3X24h/=79.2KW?h/d，每一年節(jié)省的電能為7.9*79.2KWH/d*360d=28512KW?h，每年節(jié)省的電費(fèi)在28512KWh*0.62/KWh=17677.44元。其中的效果十分顯著。
（二）無功功率節(jié)能
KQ是當(dāng)前無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量最常用的一種，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量是指減少1kvar無功功率且提供有功功率，在長慶油田5口井當(dāng)中，無功功率下降了34.588kvarX0.2KW/kvar=6.9176KW，每一個(gè)工作日節(jié)省電量為6.9176KWx24h=168.0KWh，每一年節(jié)少電費(fèi)為166.0.224KWhX360=59768.064KWh，每年節(jié)省電費(fèi)為59768.064KWH*0.062元/KWh=37056.1997元。
結(jié)束語：
綜上所述。本文抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器的工作原理進(jìn)行相應(yīng)的分析與比較，在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際的研究，針對(duì)長慶油田安裝電機(jī)智能保護(hù)器的功率與無功率效果分析，通過安裝后的結(jié)果證明電機(jī)智能保護(hù)器具有顯著的經(jīng)濟(jì)節(jié)能效果，值得我國廣大油田企業(yè)的推廣與使用。
參考文獻(xiàn)：
[1]郭洪全，王武慶，馬洪濤，等. 抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器在油田的應(yīng)用[J]. 中國科技博覽，2013（27）：623-623.
[2]蔡甫權(quán)，蔡甫寒，楊立. 淺析抽油機(jī)專用電機(jī)智能保護(hù)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[C]// 第五屆全國石油和化學(xué)工業(yè)電氣技術(shù)交流研討會(huì). 2004.
摘要：在油田采油中應(yīng)用電機(jī)智能保護(hù)器具有提高變壓器容量、降低線路損耗及提高負(fù)載率等作用，其主要采用補(bǔ)償技術(shù)及電機(jī)斷相等，使抽油機(jī)電機(jī)效率提高并降低能耗。本文針對(duì)抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器在油田中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析探討。
關(guān)鍵詞：抽油機(jī)電機(jī)；電機(jī)智能保護(hù)器；油田；應(yīng)用
本文以我國著名的長慶油田為研究對(duì)象，長慶油田二廠是應(yīng)用抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器最成功的油田之一，其在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中貢獻(xiàn)出巨大的力量。長慶油田采油二廠當(dāng)前使用的抽油機(jī)主要有CYJ-7-2.5-26HB與CYJ-8-3.0，但長慶油田采油二廠電網(wǎng)過于繁雜且線路長，許多電能難以充分利用。另外，施工抽油機(jī)未設(shè)置保護(hù)裝置，導(dǎo)致負(fù)荷失衡有雷擊等問題造成電機(jī)燒毀等。這對(duì)于長慶油田采油二廠的發(fā)展十分不利，因此，要對(duì)其抽油機(jī)全面改進(jìn)，促進(jìn)長慶油田采油二廠的可持續(xù)發(fā)展。
一、抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器的闡述
根據(jù)長慶油田采油二廠的實(shí)際情況，其引進(jìn)了抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器，這種保護(hù)器具有過流、節(jié)能及過載保護(hù)雙重功能。另外，抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器采用了補(bǔ)償技術(shù)與過載保護(hù)模塊，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)抽油機(jī)低效、晚燒毀及高能耗的運(yùn)行缺陷，酸菜魚。
（一）抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器的工作原理
要確保電網(wǎng)電力的經(jīng)濟(jì)效益，就必須充分發(fā)揮電力變壓及線路供電等設(shè)備的利用率。電機(jī)功率因數(shù)作為供電設(shè)備的重要指標(biāo)，其決定了供電設(shè)備利用率的高低。如一臺(tái)200KVA配電變壓器，如果該變壓器平均功率為0.的負(fù)載供電，即僅擁有140KW的有功功率；若改變平均功率電阻性負(fù)載，假設(shè)改變功率因數(shù)為1的電阻性負(fù)載，即該配電變壓器可提供將近180的KW的有功功率，從中可發(fā)現(xiàn)，增加用戶功率因數(shù)則可提高供電設(shè)備的利用率。
另外，在電機(jī)啟動(dòng)箱中設(shè)備相應(yīng)低壓電力容器設(shè)備，可達(dá)到提高設(shè)備功率因數(shù)目的，其主要是利用電機(jī)感性電流與電容器容性電流相位互差的效果，兩者在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)可發(fā)生互相的補(bǔ)償，即向電機(jī)提供無功功率，減少電機(jī)無功功率的損失。
（二）電容器無功補(bǔ)償量
電機(jī)功率在0.95的因數(shù)為最佳，也是最理想與最經(jīng)濟(jì)。若電機(jī)功率因數(shù)小于0.95時(shí)，電機(jī)功率因數(shù)會(huì)出現(xiàn)線性狀態(tài)，若超過0.95時(shí)，電機(jī)功率因數(shù)會(huì)出現(xiàn)非線性狀態(tài)，即擴(kuò)大電容器容量。在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)無功率補(bǔ)償?shù)倪^程中，必須考慮其實(shí)際有功功率以及功率因數(shù)選擇配電容器，從而使電機(jī)安裝后的功率因數(shù)會(huì)超過0.95。
二、現(xiàn)場案例研究分析
為了實(shí)驗(yàn)電機(jī)智能保護(hù)器的運(yùn)行效果，提前制定好現(xiàn)場實(shí)施的方案，再根據(jù)方案設(shè)計(jì)對(duì)主要的部件進(jìn)行性能的篩選，最終的目的是為了提高電機(jī)的整體性能。具體實(shí)施措施如下：
（1）為了避免實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)操作過電壓及自激過電壓等情況，先進(jìn)行將電容器的接觸器切換。電容器接觸器具帶抑制涌流的設(shè)備，其能夠大大降低合閘流及抑制過電壓，起到電容器保護(hù)的作用，并且延長電容器的使用壽命。
（2）選擇電機(jī)智能保護(hù)器。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器具有過流、短路、過載等保護(hù)功能，并且?guī)в袌?bào)警指示及故障檢測等功能。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)用過程中若出現(xiàn)斷相、溫度過高等異常狀態(tài)時(shí)，電機(jī)機(jī)綜合保護(hù)器可及時(shí)斷開電器開關(guān)觸頭，起到電機(jī)動(dòng)可靠的保護(hù)作用。
（3）為了避免電容器在運(yùn)行過程出現(xiàn)負(fù)荷溫度過高的現(xiàn)象，在控制柜加裝防雨置及在箱體兩側(cè)加開設(shè)通風(fēng)窗。
三、現(xiàn)場應(yīng)用效果分析
在2012至2013年的之間，長慶油田采用抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器之后，其實(shí)現(xiàn)各種的效果。
（一）有功節(jié)能分析
在長慶油田5口井中采用了抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器，其中這五口井的有功能率減少了3.3Kw，每一個(gè)工作是減少3.3X24h/=79.2KW?h/d，每一年節(jié)省的電能為7.9*79.2KWH/d*360d=28512KW?h，每年節(jié)省的電費(fèi)在28512KWh*0.62/KWh=17677.44元。其中的效果十分顯著。
（二）無功功率節(jié)能
KQ是當(dāng)前無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量最常用的一種，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量是指減少1kvar無功功率且提供有功功率，在長慶油田5口井當(dāng)中，無功功率下降了34.588kvarX0.2KW/kvar=6.9176KW，每一個(gè)工作日節(jié)省電量為6.9176KWx24h=168.0KWh，每一年節(jié)少電費(fèi)為166.0.224KWhX360=59768.064KWh，每年節(jié)省電費(fèi)為59768.064KWH*0.062元/KWh=37056.1997元。
結(jié)束語：
綜上所述。本文抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器的工作原理進(jìn)行相應(yīng)的分析與比較，在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際的研究，針對(duì)長慶油田安裝電機(jī)智能保護(hù)器的功率與無功率效果分析，通過安裝后的結(jié)果證明電機(jī)智能保護(hù)器具有顯著的經(jīng)濟(jì)節(jié)能效果，值得我國廣大油田企業(yè)的推廣與使用。
參考文獻(xiàn)：
[1]郭洪全，王武慶，馬洪濤，等. 抽油機(jī)電機(jī)智能保護(hù)器在油田的應(yīng)用[J]. 中國科技博覽，2013（27）：623-623.
[2]蔡甫權(quán)，蔡甫寒，楊立. 淺析抽油機(jī)專用電機(jī)智能保護(hù)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[C]// 第五屆全國石油和化學(xué)工業(yè)電氣技術(shù)交流研討會(huì). 2004.