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技術支持

Technical support

油井變頻群控節能系統


一、 項目現狀及背景概述

       目前,我國石油化工行業中抽油機的保有量在10萬臺以上,電動機裝機總容量在3500MW,每年耗電逾100億千瓦時。抽油機的運行效率特別低,在我國平均率為25.96%,而國外平均水平為30.05%,年節能潛力可達幾十億千瓦時;注水泵也是油田生產的重要設備,電耗費用的增加直接影響著油田成本的降低和效益的提高,節能潛力十分巨大,它的正常運轉和工作效率同樣關系到整個油田的經濟效益,所以油田的節能降耗改造勢在必行。 
二、公共直流母線油井變頻群控技術

       1、技術原理

            采用同一臺變壓器提供380V或中高壓三相交流電源,并采用同一網側整流器和濾波器通過公共直流母線為多口油井電控終端供電,各抽油機變頻控制終端共享直流母線來分時汲取電能,當各抽油機電機分時進入倒發電狀態時,使反饋到直流側的能量為同一母線上的其他變頻終端所共享。鑒于各抽油機無論是電動還是倒發電工作狀態,一般都是非同步的,這樣可以使不平衡饋能在各抽油機變頻終端之間通過直流母線實現分時能流互饋,充分發揮采用區塊多抽油機的群體優勢。

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 基于直流母線的油井群控系統

         2、主要技術特點

             (1)、“1變N井”模式,實現變壓器減容。

                        采用“避峰填谷”,分時群控,實現油井生產“錯峰”運行,直流母線統一供電,減少無功功率90%,實現變壓器總容量減少70%。

             (2)、直流母線供電,綜合節電可達15%。

                        直流輸電線路不存在無功電流損耗、集膚效應及磁感應損耗,不平衡饋能在直流母線系統中循環共享,消除了對電網的沖激,同時提高了電能的利用率

             (3)、集控終端變頻無級調速,實現生產調參。

                         根據油井供液情況實時調參,實現對上、下沖程頻率的優化,提高油井產液量和降低噸液耗電量;

             (4)、整流柜采用兩套整流模塊互為備用的方式,確保直流輸送電安全穩定;

             (5)、直流供電可以有效避免盜電現象發生;

          3、性能參數

              (1)環境適應性:

                       工作溫度: -30~75℃ ;濕 度:  95±3%

              (2)電源適應性:

                       整流器交流側電壓:380V,20%

                       直流母線電壓范圍:430~700V

              (3)防塵防水等級:IP55

              (4)頻率調節范圍: 5~50Hz

              (5)工作范圍:  全天候連續運行;

              (6)網側功率因數:優于0.95;

              (7)網側電流諧波:符合中國電能質量/公用電網諧波國家標準 (GB/T14549-93);

              (8)符合中國調速電氣傳動系統國家標準(GB/T12668.2.2002)。

三、推廣結論

       系統裝置將多臺抽油機通過直流母線聯系在一起,充分發揮抽油機的群體優勢,實現了多臺抽油機倒發電能量的互饋共享和循環利用,改善了整流器網側電流波形,降低了對電網的諧波污染,提高了功率因數,降低了網側變壓器的容量,同時也抑制了抽油機現場的盜電現象。

       油田現場實驗和檢測結果表明,該變頻群控系統比常規的單井變頻裝置具備上述優點,明顯提高了抽油機的節能效益,證明了本系統方案的正確性與可行性,由于抽油機是在戶外(野外)使用,其工作環境及其配電設備的工作環境都比較惡劣;而采油作業對采油設備的可靠性又要求很高,故在實際使用共用直流母線的變頻系統時應增設工頻備用系統(既變頻—工頻雙回路系統)或在原工頻系統的基礎上加裝共用直流母線的變頻系統,這樣工頻系統與共用直流母線的變頻系統可互為備用,既便是在共用直流母線的變頻系統故障或檢修的狀態下對采油作業的影響也不大,從而提高了采油設備(系統)的安全可靠性。

       此系統的應有具有極其深刻的節能推廣意義,為中石化實現“一流石油”化工工程公司,實現油田的節能降耗發展做出我們應有的貢獻。抽油機節能電控裝置的發展方向是節能效果好,能與油井負荷相匹配,并有完善的保護功能;有數據采集和存儲功能,聯網和通信功能,以及遙控遙測功能;達到智能化要求,實現操作簡單化,數字顯示化、適應油田高效節能的目的。

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