XX电力科技有限公司关于XX油田XX公司抽油机电机测试及节能潜力分析的报告（2023年）.docx
XX电力科技有限公司关于XX油田XX公司抽油机电机测试及节能潜力分析的报告一、基本情况针对XX油田高升采油厂平均吨液用电量较高的情况,我们对XX公司所属油井电机进行了测试。XX公司现有X口油井，我们测试了X口油井。现有电机基本情况如表1所示。表I-XX公司现有电机型号和厂家情况序号种类总台数型号和功率厂家1普通132Y315M-8,75kwX石油装备开发公司2三相Y315M-8,75kwX实业电机厂4异步Y315M-8,75kwX电机厂1电机Y315S-8,55kwX1Y315M-6,75kwX1YCY315M-8,15kwX1Y315M1-8,75kwX1Y315M1-8,75kwX1YCHX315M-8,5522kwX1315M-8,75kwX1Y315-8,75kwX1Y280M-12,45kwX1Y250,37kwX2YCYJ280M-8,45kwX64YD280-OH2,3727kwX1YCY315M-8,75kwX11Y280M-6,55kwX1Y280M1-8,45kwX4Y280M-12,45kwX2Y280M-12,453122kwX1Y280M-12,45kwX2YCYJD28OM-8,45/30/18kwX1YCYJ280S-8,45kwX1YCYJ280M-12,30kwX14YCYJ280M-8,543122kwX2YCYJ280M-12,30kwX6SJYT280M-8,45kwX2SJYT280M-8,75kwX22多速电机4YZDCQ315L-12/8,34/55X43高转差电机35YCCH280-8,47.6/31.622.5kwX15YCCH280M-8,51.3/34.6/24.7kwX17YCCH280M-8,45kwX2YCHD280-128,1328kwX14起力电高动矩机54ZYCYT315M1-6/8,5640kwX47ZYCYT315M1-8/12,3727kwX1ZYCYT315M1-8/12,2820kwX4ZYCYT280L2-8/12,4030kwX25变频调速电机63YVP315S-8,55kwX32YVP160L-6,HkwX4YTB280M-8,45kwX2YTB280M-6,55kwX20YVP315S-10,45kwX56永磁电机16TNYC280M-8,45kwX9TNYC250M-8,30kwX4YCY280S-8,45kwX1TNYC280S-6,45kwX27杆隔型机螺泵爆电7YB2-200L1-6,18.5kwX3YB2-225M-6,30kwX2YB160L-6,IlkwX1YB260L-6,22kwX18能动统用机智拖系专电5ZYCYTF315M-8,75kwX59无铭牌60X电机归类和测试井数如表2所示。表2-XX公司油井电机归类和测试井数汇总表电机种类普通电机多速电机高转差电机高起动力矩电机变频调速电机永磁电机能动机智拖电螺杆泵电机无铭牌合计现有井数XXXXXXXXXX测试井数XXXXXXXXXX说明：普通电机中高压电机未测，智能拖动电机未测，螺杆泵井未测。二、各类电机测试数据分析1、普通电机的测试数据分析在XX公司普通电机的数量比较多，占到总数的1/3。在普通电机中多数是75kW,机座号为Xo现场测试输入有功功率平均值8.53kW,最大功率平均值26.182kW,最小功率平均值-7.589kW0平均负载率为10%左右。可见其运行效率和功率因数都很低。2、多速电机的测试数据分析在普通电机中也有多速电机和多功率电机。多速电机实际上是在Y315机座号上制作成两个转速，一个是8极（约740转/分钟），一个是12极（约490转/分钟）。如果定子是108个槽，12极时电机效率和功率因数还可以。实际上多为72个槽，12极时电机效率和功率因数很低。输入有功功率平均值9.255kW,最大功率平均值26.953kW,最小功率平均值8.131kW°平均负载率为15%左右。可见其运行效率和功率因数还是比较低。3、高转差电机高转差电机多数为X机座号，而且是多功率：13kW22kW24kW,34kW45kW55kW等。输入有功功率平均值8.460kW,最大功率平均值24.012kW,最小功率平均值-6.384kW0平均负载率为25%以上。其运行效率和功率因数比前两种情况高得多。最大功率平均值有所下降，最小功率平均值的绝对值也有所下降。另外高转差电机平均电流小一些。4、高起动力矩电机高起动力矩电机多数是YT315机座号，6/8极，5640kWo这种高起动力矩电机也是双速电机，一个是8极（约735转/分钟），一个是6极（约980转/分钟）。输入有功功率平均值9.367kW,最大功率平均值25.739kW,最小功率平均值-9.828kW.平均负载率低于15%o其运行效率和功率因数都比较低。5、变频调速电机实际上，变频调速电机是在电机前面加装了一个变频器。电机有普通电机和高转差电机，也有独立风扇的普通电机。其中多数是55kW,机座号为X。在变频器前，输入有功功率平均值9.556kW,最大功率平均值26.836kW,最小功率平均值OkW。在变频器后，输入有功功率平均值8.563kW,最大功率平均值27.423kW,最小功率平均值-5.258kW.平均负载率不到15%。其运行效率和功率因数都比较低。从测试数据中可以看出，变频器的工作频率多数在40HZ左右。变频器的平均损耗为IkWo6、永磁电机永磁电机多数为X机座号，功率是45kW8极。输入有功功率平均值10.930kW,最大功率平均值27.390kW,最小功率平均值-7.869kW.平均负载率25%左右。由于永磁电机的特性，即使负载率为20%,其效率也很高,大约在0.9O在测试的6台永磁电机中，功率因数的平均值都比较高。可见永磁电机未退磁。7、无铭牌无铭牌的电机中普通电机比较多，从体积和转速上看，多数是75kW8极和12极的。输入有功功率平均值7.355kW,最大功率平均值24.137kW,最小功率平均值-5.960kW.平均负载率10%以下，其运行效率和功率因数都很低。三、各类电机节能潜力分析1、普通电机的节能潜力最大在用普通电机数量多，平均负载率不足15%,运行效率和功率因数很低。比如，Y315M-875kW电机。额定运行时的各种损耗为：铁损耗1.85kW,定子铜损耗1.74kW,转子铜损耗950W,杂散损耗920W,机械损耗587W。额定运行时效率为0.926,功率因数为0.817。负载率为15%时的各种损耗为：铁损耗1.83kW,定子铜损耗560W,转子铜损耗230W,杂散损耗193W,机械损耗587W,效率为0.768,功率因数为0.302。总损耗为2.938kW0电机输入功率14.65kW0下面来分析一下30kW8极电机的数据，对于相同的负载(lL25kW),其负载率为37.5%,此时的各种损耗为：铁损耗462W,定子铜损耗303W,转子铜损耗65W,杂散损耗68W,机械损耗310W,效率为0.911,功率因数为0.577。总损耗为1.208kW,电机输入功率12.45kW.从上面的数据可以看出，如果换成30kW的电机，提高了负载率，总损耗从2.938kW降至1.208kWo电机输入功率从14.65kW降至12.45kW0有功节电率15%o上述分析的前提条件是：75kW8极电机的负载率为15%,电机的平均输出功率为11.25o现场实际中输入功率的平均值小于IOkW,输出功率只有7kW左右。就是说实际负载率只有10%左右。，运行效率更低。因此，如果换30kW8极电机，节能效果要大于15%,应该在1520%之间。考虑其功率因数的提高，会降低网损。另外，75kW12极电机的额定效率和功率因数比75kW8极电机还要低一些，其运行效率和功率因数更低。因此总体来看，普通电机的节能潜力应该在20%左右。2、多速电机的节能潜力使用多速电机的目的是实现2和3充次的切换。由于需要低转速，因此机座号（Y315）还是降不下来，铁损耗依然很高。从测试数据上看（有功功率平均值9.255kW,最大功率平均值26.953kW,最小功率平均值-8.131kW）,还有15%左右的节能空间。3、高转差电机高转差电机本身又是多功率电机，因此它能比较好地解决“大马拉小车”的问题。平均负载率比较高，其运行效率和功率因数都比较高，节能效果好。如果冲次低时，适当地减小转差，效果会更好。因此高转差电机节能空间不大。4、高起动力矩电机高起动力矩电机负载率提高得不多，平均负载率低于15%o其运行效率和功率因数都比较低。机座号比较大，铁损耗高。因此这种高起动力矩电机的节能空间在10%以上。5、变频调速电机从现场的测试数据看，变频器的平均损耗为IkWo而工人师傅介绍，现在使用的变频调速电机调节冲次的情况比较少。这样变频器就失去了其主要的作用。而且变频器不能把抽油机的发电部分回馈电网，这也是一种浪费。在不需要调节冲次的情况下可以不使用变频器，使用其他节能电机。因此，变频调速电机的节能潜力在15%以上。6、永磁电机永磁电机的功率还是有些高。在转速匹配的情况下，还可以适当降低永磁电机的功率。节能效果会更好。但是选择永磁电机时，一定要注重质量，以防退磁。7、无铭牌这些无名牌电机老化现象比较严重，而且电机平均负载率在10%以下,运行效率和功率因数都很低。因此节能空间在15%以上。总体来看，XXXX公司现有油井电机节能潜力在15%以上。四、电机节能方案1、基本思想我国多数油田开发已经进入中后期，采油成本不断增加，尤其是游梁抽油机。电机节能是倍受关注的问题。近年来，有各种各样的节能电机在油田得到广泛的应用，取得许多成就。但使用中也出现了一些新问题。种节能电机在不同的油井节能效果大不相同，同一口井不同的节能电机节能效果也不同。也就是说节能电机或者节能方案的选择要根据电机特性和油井工况制定。游梁抽油机是一个机、杆、泵组成的复杂系统，节能效果不仅取决于电机拖动系统本身，还取决于油井工况。2、游梁抽油机负载特点(1)游梁抽油机是一种带有冲击性的周期交变负载，起动转矩大，在一个周期(一个冲次)内负载波动很大。这种负载要求驱动电机在选择容量时留有足够的余量，以保证带载起动时能克服抽油机较大
