有载调容变压器实现抽油机经济运行

大庆油田采油八厂

有载调容变压器实现抽油机经济运行

米景林

大庆油田采油八厂

针对抽油机配电变压器的运行现状，根据抽油机运行特性，研制开发有载调容变压器。有载调容变压器在大容量时线圈匝数少，导线截面积较大，空载损耗大；小容量时线圈匝数多，导线截面积较小，空载损耗小。该变压器有63 kVA/30 kVA两种容量，通过调容开关，在变压器带负载的情况下来调节启动和运行时的容量。该变压器比相同规格的普通变压器价格高2 000元（批量生产时），但每年可节省运行费用991元，2.02年可收回投资，有较好的推广应用价值。

抽油机；有载调容变压器；空载损耗；功率因数

在电网中，网损有70%～80%为变压器损耗，而变压器的空载损耗又占变压器损耗的70%～80%，因此变压器的空载就占网损的50%～60%。由于抽油机启动负荷大，正常负荷仅为额定负荷的40%左右，这样选用的变压器长期处于“大马拉小车”状态，造成变压器空载损耗过大，浪费电能，增加运行费用。因此降低抽油机配电变压器运行中的损耗、降低网损、提高电网的功率因数具有十分重要的意义。

针对抽油机配电变压器的运行现状，根据抽油机运行特性，研制开发有载调容变压器，能够动态地调节容量，即启动时大容量，保证正常启动，从而达到降低运行中的损耗、节约电能的目的。

1 有载调容变压器的研制

研制有载调容变压器主要是降低变压器空载损耗，变压器的空载损耗主要是铁心损耗，在激磁电压不变、线圈匝数固定的情况下，当铁芯中磁密较高时，铁芯损耗较大，反之较小。

若想降低变压器的空载损耗，就必须降低变压器铁芯的磁密。要想达到节能的目的，将变压器线圈由额定匝数增加到一定数值后，空载损耗也成比例的降低。

有载调容变压器在大容量时线圈匝数少，导线截面积较大，空载损耗大；小容量时线圈匝数多，导线截面积较小，空载损耗小。

2 有载调容原理

有载调容变压器有63 kVA/30 kVA两种容量，通过调容开关，在变压器带负载的情况下来调节启动和运行时的容量。工作原理为：启动时（大容量）—起动后通过控制回路将调容开关切换到小容量（正常运行）—停止时再自动切换为大容量。

有载调容变压器（ST9型）容量为63 kVA与30 kVA时的每年损耗电能为

式中P0为空载损耗；I0%为空载电流；Pk为短路损耗；Uk为阻抗电压；Pn为变压器额定容量。

通过以上计算可知，ST9型30 kVA变压器比ST9型63 kVA变压器每年节省电能2 477.65 kW·h，折合人民币991.06元。

3 经济效益分析

有载调容变压器比相同规格的普通变压器价格高2 000元（批量生产时），但每年可节省运行费用991元，2.02年可收回投资，有较好的推广应用价值。

4 结语

（1）有载调容变压器的调容开关控制回路在抽油机控制箱内，调容开关的电机电源也取自抽油机控制箱，由于油田的抽油机井点多、面广、无人值守，经常发生电气设备丢失现象，当电力电缆和控制电缆以及控制箱内控制回路出现故障时，会造成变压器停运甚至烧毁。

（2）该变压器是通过控制回路强制性调节容量，不是通过负载变化自动调节容量，不适合荷载变化较大的抽油机井。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.048