抽油机控制与节能

1、 抽 抽油机控制抽油机控制 电动机保护 电动机启动 油井运行监视 抽油机节能抽油机节能 提高电力传输效率 提高电动机的工作效率 提高油井抽油效率 相间短路、匝间断路 非全相运行、过负荷、堵转 过电压、低电压 过激磁、同步机失磁 1、电动机常见的故障类型、电动机常见的故障类型 2、电动机保护类型、电动机保护类型 通用型、专用型、综合型 数字型、模拟型、机械型 外接互感器、内置互感器 开关一体化、保护开关分体 柜体安装、盘体安装 3、电动机保护作用原理、电动机保护作用原理 短路保护 缺相保护 温度保护 电压保护 堵转保护 差动保护 过电流保护 不平衡保护 全压起动、降压起动、星-三角起动、 软起动

2、、变频起动 1、抽油机电动机常见的起动方式、抽油机电动机常见的起动方式 2、抽油机常用的开井方式、抽油机常用的开井方式 人工开井、自开井、程序开井、远 方开井 起动停止、安全防盗 运行状态监视运行状态监视 运行状况监视运行状况监视 皮带滑脱、抽油杆断脱 运行参数监视运行参数监视 电压、电流、功率 压力、温度、功图 测量准确，稳定性高，可靠性高 一致性好，便于查找问题 功能性强，成本低 附加值高，可以升级 单片机芯片 8 8 8 8 8 8 显示驱动芯片 隔离 驱动 隔离 驱动 控制继 电器 控制继 电器 隔离 变换 器 电 源 模 块 电源端子控制端子信号端子 时钟 电路 中央处理器 程 序

3、存 储 器 数 据 存 储 器 定 值 存 储 器 状 态 锁 存 器 模数转 换器 整流滤波整流滤波 信号采样信号采样参数计算参数计算算法分析算法分析逻辑输出逻辑输出 电压比较电压比较延时电路延时电路逻辑判断逻辑判断 智能工艺智能工艺油井节能油井节能远程监控远程监控运行监视运行监视 减小 电阻 损耗 减小系 统负载 不平衡 减小 铁损 铜损 减小 空载 电流 输电设备电阻发热损耗I2R t 10% 25% 510% 38% 用户降低网损的关键是 减小无功电流减小无功电流 1 1、不产生无功电流：、不产生无功电流： 使用永磁电机、同步电机使用永磁电机、同步电机（节电（节电513%） 缺点：退磁

4、后效率降低缺点：退磁后效率降低 2 2、抵消无功电流：、抵消无功电流： 采用无功电容器补偿采用无功电容器补偿（节电（节电513%） 缺点：容易过电压缺点：容易过电压 3 3、降低无功电流：、降低无功电流： 变压器降压、星接变压器降压、星接/ /角接转换、多绕组电机角接转换、多绕组电机 （节电（节电36%） 缺点：控制复杂，带负载能力差缺点：控制复杂，带负载能力差 4 4、间断无功电流：、间断无功电流： 可控桂关断、可控桂关断、IGBTIGBT斩波斩波（节电（节电25%） 缺点：可靠性低、谐波污染缺点：可靠性低、谐波污染 无功补偿现象 交流 电源 日光灯 电容器 开关1 开关2 电流表 A 0

5、开关3 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 参考电压 发电机发电机 相量图相量图 电压源符号电压源符号 波形波形 U )sin(2tUu -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 参考电压 电阻电流 R U I IUP U I -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 参考电压 电感电流 L jX U I 0P IUQ L I U -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 参考电压 电容电流 C jX U I U jX cI IUQ 0P -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 参考电压 电感电流 电容电流 U cI L I CL III I L

6、R III -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 参考电压 电阻电流 电感电流 电机电流 L I R I I )sin(2tIi L I R I cI 有功有功 无功无功 视在视在 R IUP L IUQ IUS L I R I U I U 功率因数角 电机视在功率S=UI 电机有功功率P=UIR S 电机无功功率Q=UIL Q 功率因数 P cosIU sinIU I I S P R cos L I R I 电机电机 输电线路输电线路 变压器变压器 I 1 提高设备有效出力减少投资提高设备有效出力减少投资 2 降低输电设备的电能损耗降低输电设备的电能损耗 传输损耗传输损耗 P=I

7、2 R 3 减少电压损失，提高负载电压水平减少电压损失，提高负载电压水平 L I R I U U QXPR XIRIU LR U U fh URIR XIL RIL XIR 1、并联电容器提高功率因数的原理、并联电容器提高功率因数的原理 L I R I U L I R I I C I C I C I I U C Q S Q P S 2、并联电容器补偿容量的选择、并联电容器补偿容量的选择 补偿容量补偿容量 根据功率因数的定义根据功率因数的定义 即即 根据勾股定理根据勾股定理 同理有同理有 也可以用正切值表示也可以用正切值表示 C Q 1 1 S P 2 2 S 2 Q 1 Q 21 QQQC 1

8、 1 cos S P 1 cos 1 cos 1 2 2 2 1 22 11 P P P PSQ 1 1 cos P S 1 cos 1 2 2 2 PQ 21 tgtgPQC 同样的做功，波动性负载比稳定性负在工作效率同样的做功，波动性负载比稳定性负在工作效率 低，原因是尖峰负荷发热量大，轻载或倒送有功低，原因是尖峰负荷发热量大，轻载或倒送有功 时电动机效率低（空载时无功电流和激磁损耗不时电动机效率低（空载时无功电流和激磁损耗不 减小）。减小）。 抽油机不平衡问题抽油机不平衡问题 大马拉小车问题大马拉小车问题 电动机容量与变压器容量选择大空载损耗大，电电动机容量与变压器容量选择大空载损耗大，

9、电 动机效率低。动机效率低。 过电压问题过电压问题 超过额定电压电动机的激磁损耗增大，电动机动超过额定电压电动机的激磁损耗增大，电动机动 机的安全受到威胁。机的安全受到威胁。 1、调节平衡、更换小容量电动机、调节平衡、更换小容量电动机 原理：减小激磁有功损耗与无功电流原理：减小激磁有功损耗与无功电流 （节电（节电35%） 问题：起动力矩小问题：起动力矩小 2、采用高转差电动机提高起动力矩减小电动机容量、采用高转差电动机提高起动力矩减小电动机容量 原理：减小无功电流（节电原理：减小无功电流（节电36%） 问题：电动机效率偏低问题：电动机效率偏低 3、变压器降压、星接、变压器降压、星接/角接转换、

10、多绕组电机角接转换、多绕组电机 原理：减小无功电流（节电原理：减小无功电流（节电24%） 问题：电动机效率低带负载能力差，复杂问题：电动机效率低带负载能力差，复杂 4、降低系统电压，调整变压器抽头、降低系统电压，调整变压器抽头 原理：减小激磁有功损耗、提高安全性原理：减小激磁有功损耗、提高安全性 （节电（节电15%） 问题：也许不可调问题：也许不可调 抽油机结构问题抽油机结构问题 供液量不足问题供液量不足问题 空抽液击问题空抽液击问题 漏失问题漏失问题 稠油问题稠油问题 管道输送问题管道输送问题 井下故障问题井下故障问题 1、更换皮带论、更换皮带论 原理：减小冲次（节电原理：减小冲次（节电10

11、80%） 问题：不方变，影响产液量问题：不方变，影响产液量 2、采用磁离合器调速电机、采用磁离合器调速电机 原理：减小冲次（节电原理：减小冲次（节电1080%） 问题：增大负加损耗，增大无功电流，影问题：增大负加损耗，增大无功电流，影 响产液量响产液量 SL02型抽油机节能监控柜 装置概貌 电容 器 保护 熔断 器 电抗器 出线端子进线端子 手 动 电 源 自 动 电 源 SL-02型 监控装置 总电 源 空气 开关 转换 开关 交流 接触 器 交流 接触 器 主要功能特点 电机保护电机保护 短路、缺相、过电流、不平衡、堵转、低电压 无功补偿无功补偿 无功功率测量、基本补偿+可控硅跟踪 跳合闸

12、闭锁、过电压保护 电量计量电量计量 累计计量显示与8点定时计量显示 晃电自起晃电自起 晃电自起动、手动与系统停电不自起动 起停井操作说明 送电送电 依次合总电源空气开关、手动电源开关、 自动电源开关 运行（起动）运行（起动） 转换开关在自动位置， 按控制器或遥控器运行按钮 停止（停机）停止（停机） 转换开关在自动位置， 按控制器或遥控器停止按钮 手动手动 手动电源开关在合 (ON) 状态， 转换开关转到手动位置 显示信息 按按显示显示键循环显示下列信息键循环显示下列信息 U 电源线电压（伏） A 电动机电流（安） COS负载功率因数 Ph 累计有功电量（千瓦小时） qh 累计无功电量（千乏小时

13、） 故障指示 Er1电动机或电缆短路 Er2电动机过负载 Er2电源或电动机缺相 Er4三相负载不平衡或高压电源缺相 Er5电动机堵转 Er6系统电压低或掉电停机 状态指示灯说明 计量计量每日每日8点定时计量电量点定时计量电量 智能智能（未设定）（未设定） 转换转换（未设定）（未设定） 补偿补偿电容器补偿投入电容器补偿投入 滑脱滑脱（未设定）（未设定） 快起快起（未设定）（未设定） 自起自起晃电停机自动开启晃电停机自动开启 指示灯亮对应功能启用指示灯亮对应功能启用 指示灯闪对应功能失败指示灯闪对应功能失败 装置参数设定 外部参数设定外部参数设定 额定电流设定：停机状态 按调试键+运行键 补偿状态设定：运行状态 按运行键+调试键 内部参数设定内部参数设定 补偿、自起动、电量读出状态设定 额定电流设定 自起动时间设定 有功、无功累计电量清除 补偿容量设定 时钟设定 系统接线图 1TA 2TA 3TA A B C 1QS 2QS3QS SL-02 型抽油机综合监控装置 ZH 自动 停止 手动 KM KM1 KMKM1 固态继电器 常见异常状况处理 保护停机保护停机 显示 Er1、Er2、Er3、Er4、Er