油井變頻群控節(jié)能系統(tǒng)

一、 項目現(xiàn)狀及背景概述

       目前,我國石油化工行業(yè)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(jié)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(jié)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(jié)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(fā)電狀態(tài)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(fā)電工作狀態(tài)，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(xiàn)分時能流互饋，充分發(fā)揮采用區(qū)塊多抽油機的群體優(yōu)勢。

 基于直流母線的油井群控系統(tǒng)

         2、主要技術特點

             （1）、“1變N井”模式，實現(xiàn)變壓器減容。

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

             （2）、直流母線供電，綜合節(jié)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(tǒng)中循環(huán)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(xiàn)生產調參。

                         根據(jù)油井供液情況實時調參，實現(xiàn)對上、下沖程頻率的優(yōu)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(wěn)定；

             （5）、直流供電可以有效避免盜電現(xiàn)象發(fā)生；

          3、性能參數(shù)

              （1）環(huán)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(jié)范圍： 5～50Hz

              （5）工作范圍:  全天候連續(xù)運行；

              （6）網側功率因數(shù)：優(yōu)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(tǒng)國家標準（GB/T12668.2.2002）。

三、推廣結論

       系統(tǒng)裝置將多臺抽油機通過直流母線聯(lián)系在一起,充分發(fā)揮抽油機的群體優(yōu)勢,實現(xiàn)了多臺抽油機倒發(fā)電能量的互饋共享和循環(huán)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(shù),降低了網側變壓器的容量,同時也抑制了抽油機現(xiàn)場的盜電現(xiàn)象。

       油田現(xiàn)場實驗和檢測結果表明,該變頻群控系統(tǒng)比常規(guī)的單井變頻裝置具備上述優(yōu)點,明顯提高了抽油機的節(jié)能效益,證明了本系統(tǒng)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(huán)境及其配電設備的工作環(huán)境都比較惡劣；而采油作業(yè)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(tǒng)時應增設工頻備用系統(tǒng)（既變頻—工頻雙回路系統(tǒng)）或在原工頻系統(tǒng)的基礎上加裝共用直流母線的變頻系統(tǒng)，這樣工頻系統(tǒng)與共用直流母線的變頻系統(tǒng)可互為備用，既便是在共用直流母線的變頻系統(tǒng)故障或檢修的狀態(tài)下對采油作業(yè)的影響也不大，從而提高了采油設備（系統(tǒng)）的安全可靠性。

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