电泵井降电压节能的可行性分析

郎忠仁（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

电泵井降电压节能的可行性分析

郎忠仁（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

由于目前部分排量效率低于电泵井合理排量下限80%的电泵井，没有根据电动机负载的变化进行相应的变化，电压设置过高，形成了“大马拉小车”现象，造成电能浪费严重。针对这种情况，通过理论公式计算，确定了这部分电泵井相对合理的工作电压值，通过下调变压器输出电压档位达到相对合理输出电压值，并对调电压前和调电压后电泵井的有功功率、无功功率、功率因数等相关数据进行测试对比，得出了低负载电泵井可以通过降低电压达到节能降耗的目的。

电泵井 降电压 节电

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.03.020

电泵井在运行过程中，由于产出液见聚浓度高、地层供液不足、油管管柱漏失，或者离心泵叶轮长期磨损等原因都会导致电泵井排量效率下降。而电泵机组电动机的额定电压是为离心泵在额定排量下而设定的，在排量效率低于额定排量的情况下，会产生电压设置过高，造成电能浪费。

目前，统计大庆油田第三采油厂电泵井平均排量效率为93.5%，其中排量效率低于合理值下限80%的电泵井有128口，占统计井数的31.9%。这部分电泵井在日常管理中的工作电压设置依然按照机组额定电压加上动力传输电缆压降（通常为1 000 m电缆压降为80 V）的传统方法进行设置，没有根据电动机负载的变化进行相应的变化，形成了“大马拉小车”现象，造成了大量不必要电能的消耗。针对这种情况，在不影响电泵井产液量的情况下，可以下调变压器输出电压，达到电压与排量的合理匹配，从而降低电泵井能耗[1]。

1 基本原理

当电动机处于低排量效率运行时，由于电动机负载变小，而输入电压没有变，造成电动机输出的无功功率升高，电动机效率大幅度降低。此时，可以适当降低加在电动机两端的端电压，使之与电动机负载合理匹配，这样就会降低电动机的励磁电流与磁场损耗，从而降低电动机从电网吸收的无功功率和铁耗，提高电动机的运行效率和功率因数，进而达到节能的目的。

2 现场试验

2.1 选井条件

（1）产液量、液面等生产数据稳定，排量效率较长时间低于80%。

（2）为了避免启停机造成机组损坏，在试验阶段应尽量选择在线测试绝缘值相对较高的电泵井试验。

（3）变压器输出电压有下调的档位。

2.2 计算调整后电压

根据以上选井条件，选了2口1 000 m扬程和2口减级电泵井，根据计算公式对4口井进行了计算，计算后的调整电压见表1。

2.3 调压前后测试对比

对所选的4口井首先进行能耗测试，然后停机，根据表1的计算结果加上电缆压降，选用与变压器档位相近的电压值进行调整，调整后重新起泵，待生产平稳后进行功率测试，测试对比结果见表2。

由表2数据可以看出：

（1）调整后平均综合节电率为5.94%，调整后功率因数提高了0.112，电压下降了191 V，有功功率下降4.77%，无功功率下降35.98%。

（2）由于B2-6-B76电泵井变压器输出电压设置过高，造成功率因数过低，浪费电能严重，调整后电压值相对合理，功率因数大幅上升，有功节电率、无功节电率数值偏高，对于整体实验结果影响较大。

表1 基础数据及调压计算结果

表2 调压前后测试数据对比表

（3）不计2-6-B76井影响，其他三口井有功节电率2.3%，无功节电率28.68%，综合节电率3.04%。

（4）B3-4-40、B3-5-56两口减级电泵井，由于自身采取了节能措施，调整电压后节电效果相对较差，平均有功节电率1.76%，无功节电率26.69%，综合节电率2.56%。

3 经济效益

由于通过调整变压器的档位开关，就可以改变变压器输出电压，操作简单易行，不需要投入资金购买新设备。

根据表2的测试数据，4口井调电压前平均有功功率为58.57 kW，调电压后有功功率为55.77 kW，以每年单井运行365天，电价为0.57元/（kW·h）计，可以得出以下计算结果：

◇调压前平均单井日耗电1 405 kW·h

◇调压后平均单井日耗电1 338 kW·h

◇单井平均年节电24 455 kW·h

◇单井平均年创经济效益13 939元

若128口排量效率低于80%电泵井均采取降电压节能措施，年最多可创经济效益178.4×104元。

4 结论与认识

（1）低排量效率电泵井通过下调变压器输出电压可以降低电泵井能耗，提高运行功率因数。

（2）低排量效率电泵井通过下调电压可以大幅度降低无功功率，平均降幅可以达到30%以上。

（3）低排量效率电泵井下调电压节能的方法简便易行，不需要投入成本，节能效果明显，丰富了电泵井节能措施，具有广阔的应用前景。

[1]陈杰璋.电机节能技术[M].北京：科学出版社,1989.

郎忠仁，2005年毕业于大庆石油学院，工程师，现从事电泵现场监督管理工作，地址：大庆油田第三采油厂工程技术大队三采室，163113。

2011-03-09）