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1、沈阳工业大学硕士学位论文高温潜油电机设计及对地电容计算分析HighTemperatureSubmersibleMotorDesignandAnalysisofGroundCapacitanceCalculation作者：陈冲单位：电气工程学院指导教师：白山教授级高工单位：沈阳工业大学沈阳工业大学协助指导教师：王通讲师单位：单位：论文答辩日期：2015年2月27日学位授予单位：沈阳工业大学摘要在油田生产中潜油电泵所处工作环境温度较高,这就对潜油电机的性能提出了更高要求。为了提高稠油采收率，目前普遍使用蒸汽驱。蒸汽驱是将蒸汽注入到一
2、口或多口井中，先通过加热把地下粘度较大的稠油降粘，降粘后的稠油在蒸汽蒸馏的作用下，原油会驱向邻近多口生产井，这样以便于采出。随着温度的升高，电机的效率下降，使用寿命也随之降低。在其它条件不变的情况下，要想延长潜油电机的运转寿命，现在普遍做法是通过降低潜油电机的电流，减小损耗，使得潜油电机自身温度的上升得到降低。目前大部分生产厂家都采用提高输入电压的方式来提高电机效率，这就随之带来另一个问题，随着输入电压和温度的升高，绕组绝缘被破坏，加上潜油电机细长结构，使得电机对地电容增大，对于中性点不接地电机，如果电容电流过大，这将会对绕组和
3、定子铁心之间的绝缘造成损坏从而形成常见的单相接地故障，又恰巧出现另一接地点的话，这样会造成匝间或着相间短路，从而对电机造成更严重的破坏。因此，对于高温潜油电机的对地电容不能再忽略，高温潜油电机对地电容的计算与分析具有迫切需求。本文结合工程实际，修正了潜油电机的设计方法。通过优化潜油电机端部漏抗和转子齿磁路计算以及机械损耗计算，针对潜油电机的细长结构，重新设计了斜槽，设计了全新的116型高温潜油电机。利用Ansoft/RMxprt软件对电机性能做了仿真分析，进一步确定电磁设计优化方案的合理性。用有限元分析方法建立考虑对地电容的潜油
4、电机三维Ansys模型，用静电场分析方法求解出电容的数值解，并作出了考虑对地电容的端部等效电路。最后利用电路仿真软件Tina7所提供的电路分析计算的方法最后将定子绕组电位分布计算出来并根据计算结果绘制出电位分布曲线。通过分析绕组的电位分布，在提高输入电压时必须考虑对对地电容的影响。将额定电压提高1.2倍作为输入电压，既可以满足对地电容不被击穿，同时可以显著提高电机性能。关键词：高温潜油电机设计，对地电容，电机性能IAbstractTheenvironmenttemperatureofelectricsubmersiblepump
5、(ESP)inoilfieldworkishigher,andrequireshigherperformanceofsubmersiblemotors.Steamfloodingisnowwidelyusedtoimproveheavyoilrecoverytechnology,whichisinjectedintothebiteorsteamwells,thegreatertheviscosityofheavyoilundergroundheatingviscosityreduction,thenundertheactiono
6、fsteamdistillation,thecrudefloodingmoreproductionwellstotheneighboringmined.Asthetemperatureincreases,theefficiencyofthemotordecreases,theservicelifeisalsoreduced.Toextendtheoperatinglifeofthesubmersiblemotorintheotherconditionsremainunchanged,onlybyreducingthecurren
7、tsubmersiblemotors,submersiblemotortoreduceitstemperaturerises,andimprovepowerfactor,reducesomecables,transformers,etc.energyconsumption.Atpresent,mostmanufacturershaveadoptedtoimprovetheinputvoltageofwaystoimprovetheefficiencyofthemotor,whichbringswithanotherproblem
8、,astheinputvoltageandtemperature,thewindinginsulationisdestroyed,withsubmersiblemotorelongatedstructurecausingthemotortogroundcapac
