五、無功就地補償節能
交流異步電動機的無功就地補償就是將補償電容器組直接與電動機并聯運行,電動機啟動和運行時所需的無功功率由電容器提供,有功功率則仍由電網提供,因而可以最大限度地減少拖動系統對無功功率的需求,使整個供電線路的容量及能量損耗、導線截面、有色金屬消耗量,以及開關設備和變壓器的容量都相應減小,而供電質量卻得以提高。
無功就地補償只對長期空載或輕載運行的電動機有用,對于重載運行的電動機,因為其本身功率因數較高,沒有補償的必要。由于抽油機大部分處于輕載運行的狀況,且由于其分散性,低壓輸電線路較長,本身功率因數又偏低,無功就地補償的效果較好。對于抽油機這樣的負載,負載頻繁變化,沒有必要采用自動投切的電容器組補償,這樣會增加成本,降低可靠性,是得不償失之舉。只要根據電機容量及平均負載率,選配適當容量的電容器進行固定補償就行了,既經濟又實用。目前,由于市售的補償電容器質量都不好,壽命都不長,因此,應當選用質量較好的自愈式電容器,并有自放電電路的產品。
六、超高轉差率多速電動機
抽油機由于其特殊的運行要求,所匹配的拖動裝置必須同時滿足三個最大的要求,即最大沖程,最大沖次,最大允許掛重。另外,還須具有足夠的堵轉轉矩,以克服抽油機啟動時嚴重的靜態不平衡。因此,往往抽油機在設計時確定的安裝容量裕度較大。如6型抽油機配Y200L6/18.5kW,10型抽油機配Y250M6/30kW等。20世紀80年代中分別引進國外超高轉差電動機和超高轉差多極電動機技術,對抽油機拖動裝置進行了大量的科學實驗,測試和分析,證明抽油機匹配超高轉差率多速節能電動機拖動裝置具有一定的節能效果。
降低抽油機拖動裝置的安裝容量裕量就是一個節能體現。由于所匹配功率下降,其對應的額定電流相應下降。網絡及電機繞組的銅耗與電流平方成正,電流的下降自然帶來了損耗的降低而達到節能。拖動裝置軟的機械特性造就了抽油機運行過程中電動機功率的有功分量和無功分量的變化,促使輸入功率的降低。
抽油機固有的設計及運行特點與現場實際運行工況相比,不可避免地出現了大馬拉小車的不合理匹配。抽油機維持在PH點的負載,在現場從未出現過,絕大部分負載在電動機額定功率(指輸出功率)20%~30%左右。對普通電動機而言,如此運行,其效率和功率因數特低。對超高轉差率多速電動機來講,由于曲線平坦,η及cosψ在負載變化情況下,其值變化不大,從而相對來講其η及cosψ高于普通電動機,致使有功功率降低,功率因數提高。因此,就節能而言,抽油機匹配超高轉差電動機是合理的。當然,轉差率的高低,機械特性的軟硬是否越高越好、越軟越好?對于這一問題,我們認為新技術的成立與否是通過生產實踐驗證的。轉差率高低,機械特性軟硬均應適度,否則對其實用性、可靠性帶來不利影響。
超高轉差率多速電動機軟的機械特性造就了抽油機懸點最大負荷降低,抽油泵上行速度緩慢,抽油桿的彈性變形減小,從而使抽油泵的填充系數增加,吸液量增大,每沖次來油量增加,使單位液耗電能降低,具有一定的節能效果。
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