抽油机用永磁电动机电压偏差下的节能效果分析.pdf

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1、设备．产品⋯⋯lOOfg8抽油机用永磁电动机电压偏差下的节能效果分析连城(大庆油田有限责任公司第一采油厂)摘要通过大量的现场测试分析发现，虽然许多节能产品在标准电压下测试节能效果很好，但由于油田电网复杂、距离较长，在实际运行中使节能效果大打折扣。通过对游梁式抽油机电动机运行特点的分析，结合大庆油田的实际情况以及实际节能效果，得出提高电动机供电系统的自然功率因数，采用恰当方式减小压降的结论。关键词抽油机永磁电动机电压偏差D0I：10．3969／i．issn．2095-1493．2013．006．012现有的抽油机节能产品节能效果测试都在标准综合分析实际测试的永磁电动机的功率因

2、数，电压(如380V±5％)下进行，但通过大量的现场发现基本情况如下：功率因数大于或等于0．9的大测试分析发现，虽然许多节能产品在标准的电压下约占1／6，而功率因数小于0．5的大约占1／3。测试节能效果很好，但由于油田电网复杂、距离较功率因数小于0．5的永磁电动机，实际功率因长，在额定电压条件下，永磁电动机节能效果一般数在0．2～0．5的范围，这与目前广泛使用的异步电在10％～15％的范围内。在实际运行中反映出的问动机的实际运行功率因数基本持平甚至更低；考虑题却很多，使节能效果大打折扣，下面着重分析永到永磁电动机谐波往往较大，谐波损耗往往抵消了磁电动机在不同电压条件下的运行

3、情况。轻载运行的转子铜耗，所以，用这部分永磁电动机代替异步电动机基本不节能。1永磁电动机在实际使用中的问题2电压偏差导致永磁电动机功率因数低对油田驱动抽油机的永磁电动机进行了测试并收集了实际运行数据。对某矿所用的共计30台永油田供电线路的长度一般达到10km甚至更磁电动机的实测数据进行对比分析，其功率因数小长，在较长供电线路情况下，供电线路的首端和末于0．5的共计11台，在0．9及以上的5台，其余则在端的电压偏差较大。大量实测表明，对于额定电压0．51～0．89的范围。为380V电动机的供电系统，首端电压通常达到永磁电动机的功率因数及相关能效见图1。410～420V，而末端

4、却只有350～360V左右。图2是现场测试的某45kW电动机的相电压有效值随时间变化的曲线，相电压有效值达到246V，相对于额定值的偏差达到+12％。图1永磁电动机实测的功率因数分布作者简介：连城，工程师，2000年毕业于哈尔滨理工大学(自动图2某45kW电动机的相电压(有效值)控制专业)，从事油田计量管理工作，E—mail：lianeheng@enpe．com抽油机使用的永磁电动机同时具有轻负载及电cn，地址：黑龙江省大庆油田有限责任公司采油一厂质量安全环源电压偏差显著这样两个特点。此外，部分永磁电保部，163000。口I3年第6期石；由石化节能129设备·产品，Equi

5、pment＆Product动机在运行中退磁状况明显，这也进一步增大了其反电势与电源电压之间的差别。’’／、’3电源电压发生偏差对空载电流的影响首先通过实验室实测数据看空载电流随电源电曩缸甜压变化的情况。对于380v、22kW的永磁电动雷机，当电源电压等于感应电势(380v)时，空载电流的典型数值基本在1．5~2A的范围；而当电源电压在国家标准允许的范围内(±7％)发生偏差时，空载电流可能达到l2～l5A。这就说明，电压虽然仅仅变化了7％，空载电流却可能增至6～10倍。图4负载率等于34％时功率因数随电压变化的曲线图3是l台22kW8极稀土永磁电动机的实测空的功率因数随电压变

6、化的曲线。可以看出，在负载率较载电流。该电动机反电势约为370V。可以看出，大的情况下，如果电压有偏差，功率因数也会降低。当外加电压等于反电势时，空载电流为2A；而当外加电乐比反电势大30V，达到400V时，空载电／。流达到约l2A；当外加电压比反电势小30v时，空载电流也达到约9A。‘。^-●图5负载率等于58％时功率因数随电压变化的曲线将图4与图5对比可以发现，负载率较大的情况比起轻负载的情况，在电压发生偏差的情况下，图322kW永磁电动机不同电压下的空载电流功率因数降低的幅度要小一些。例如，在电压发生30V正偏差的情况下，负载率低(34％)时，功率4轻载电动机功率因数

7、对电压敏感因数降至0．7，而负载率高(58％)时，降至03。在稀土永磁电动机轻载运行的情况下，功率因5结论数也随着供电电压的变化而发生显著变化。例如，当负载是额定功率1／3的时候，如果供电电压等于1)稀土永磁电动机的功率因数对供电电压非常敏感。电动机的反电势，其功率因数可以接近0．98：而一2)由于油田电动机是典型的轻负载，功率因旦供电电发生30V的偏差，功率因数就可能降至数对供电电压尤为敏感，所以一定要减小电压降，0．8左右，甚至低于0．7。这样才能使永磁电动机充分发挥节能效果。22kW8极稀土永磁电动机在负载率