油田现代化节能驱动控制

1.油田行业特点

油田的主要能耗在交流异步电机驱动的高压注水泵、磕头机、输油泵上面。传统油田的电机驱动技术产业传统电控柜或变频器驱动控制，存在许多节能省电的空间，值得深入探讨。

注水泵采用传统移相电机软启动器驱动，由于无法带载启动或者接近于全压启动的冲击电流，这种情况下的电网容量非常大，电机发热量大，软启动无法达到有效限制启动冲击电流，水泵的寿命严重缩短。当前也有采用高压变频器节能驱动，但是高压变频器本身带来25%的运行驱动损耗，故障率高，价格高，根本达不到节能预期效果。

抽油机（磕头机）采用传统三相交流异步电机星三角降压启动损耗较大，有的采用永磁同步电机驱动，由于没有合适的驱动装置，启动电流很大，如果采用变频器启动则会产生15%的额外能源损耗而且加大故障率，不用变频器则时常会烧毁电机。

输油泵采用传统电机软启动器或者星三角启动装置，这些传统电气设备都会带来很大的节能空间，请参考下图说明。

2.传统油田高压注水泵/输油泵采用高压变频器主要缺失

瘦斯达交流驱动器替代传统电控柜的效益：

降低30%电气总投资费用，每月节约25%电费，电控柜缩小80%体积。

高压单元串联变频器采用串联叠加性原理，高压10KV经过移相变压器降压改变相序及电压等级，再经过功率单元变频调速，最后串联起来输出为10KV电压等级。

高压变频器缺失：

1.移相变压器的损耗最低10%，全部驱动运行损耗达到25%左右。

2.低压变频器本身运行时会增加电网变压器的谐波损耗2-5%。

3.高压变频器PWM高频开关导致电机发烫运行损耗提高10%左右。

4.高压变频器本身的损耗约2-4%。

5.电网谐波污染无法忍受；谐波污染影响到二次变电所，大功率影响到一次变电所。

6.如果需要谐波治理等于再购买一台高压变频器，那么运行损耗再加倍计算。

7.高压变频器投资金额极高，加上故障率极高，回收时间遥遥无期。

8.高压变频器的PWM波形带来严重的无线电干扰（EMI）问题。

9.风机水泵设备一般不允许调速，调速以后所有运行参数均改变（压力、流量平方下降），调速后负载设备运行效率急剧恶化。

10.高压变频器的电子元器件太多，损耗大，发热量高，导致产品故障率极高。

通过以上分析后就知道单元串联高压变频器不适合做风机、水泵、压缩机节能改造，这是所有已经使用高压单元串联变频器节能改造验证的共同结果。

3.油田抽油机行业待解决电气问题

1.降低电气总投资成本，也就是降低电控柜、动力线等相关费用。

2.电机启动时无启动冲击电流，应该允许多次启动不会影响到电网及驱动电机。

3.有效降低电网启动容量，最好没有启动冲击电流。

4.降低流动电费；允许多次启停方式提高电机能源利用率。

5.解决大马拉小车问题，减免无功补偿设备。

6.价格合理（最好高压变频器的1/3以内），产品可靠性高。

7.可免除再投资购买各种电气辅助设备（没有环境污染问题）。

8.能够智能自动化节能驱动控制，通过压力、流量反馈信号闭环控制。

9.具备现代化人机界面控制，各种通讯接口或触摸屏人机界面。

10.产品可靠性高，故障率低，密闭性好（因为环境潮湿）。

4.各种启动装置启动特性比较

5.瘦斯达替代传统电控柜

2016年宁夏长庆油田（银川）磕头机节能改造如下表；西普瘦斯达交流驱动器采用一用一备方案，改造后可靠性高，节电效果超过10%以上，同时解决了油田抽油机过去许多无法解决的问题。

油田抽油机不同设备的选型介绍请参考相关行业点击资料介绍

泵浦机械现代化节能驱动与智能控制

油田注水泵与输油泵应用

瘦斯达中高压节能型交流驱动器-H6可接受物理量反馈控制，作为电机启停控制信号，全速时可以旁路运行没有额外损耗发生，采用交交变频式技术，可带载启动没有冲击电流。具有泵停功能防止水锤现象。进一步资料请查看泵浦现代化节能驱动资料。

用户如需调速，可选用环保型绿色变频器（A7/H7）替代传统电压型变频器，这样没有谐波污染及电机PWM噪音无线电干扰等问题。

6.瘦斯达替代传统电控柜的主要效益

1.电气投资总成本下降20%左右，包括电网容量下降，动力线及开关设备等。

2.电控柜体积缩小80%。

3.电网容量下调无功补偿及基本电费同时下调。

4.接触器采用半导体过零开关控制，没有火花拉弧现象。

5.可利用多次启动方式（无启动冲击电流）节能控制-流动电费下降20%左右。

6.不必再投资购买节能改造、技术改造、无功补偿、污染防治设备。

7.具有远程监控功能，局网、总线、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

8.全方位电机保护功能，电机不再烧毁。