抽油机电机的节能标准改造探讨

在油田生产中使用最为广泛的采油设备就是抽油机，而其庞大的耗电量超过了总用电量的四成，其工作中承受的周期性波动的负载，通常负载率较低，这也导致整个抽油机系统不超过 30% 的负载率，存在较为严重的电能浪费情况。作为电能到机械能转换的设备，抽油机电机这一电气设备承担了系统的原动力，而电机是否节能又直接影响到整个系统的节能状况。为提升抽油机系统的效率，达到节能效果，就需要对电机的耗能原理进行分析，针对高能耗的问题进行适当改造来获得更佳的运行方案。

▲皖南电机：油田专用节能电机

1 电机节能及能耗分析分析

1.1电机能耗机理

电机分为直流电机、交流电机和控制电机。直流电机的电源为直流电，调速过程平滑，有着良好的启动性和经济性，多用于对调速和气动有一定要求的设备。交流电机的电源为交流电，从电源频率和转数上又分为同步电机和异步电机。电机转速为 n 值，在同步电机中，电源频率和 n 之间的关系固定，在负载变化的情况下也不会发生改变，可对其功率因数进行调节，在空载状态下实现无功功率的调节。对于异步电机，n 值始终低于电源产生的旋转磁场转速，因定子绕组的相数区别可分为单相异步电机和三相异步电机，单相多属于小型，而多相则有着不同的容量。

电机的损耗主要包括了恒定损耗、负载损耗和杂散损耗。恒定损耗不受负载影响，主要是因不同的设计参数而形成的固有损耗，包括转速、结构、制造工艺和材料等，可分为铁心损耗和机械损耗。负载损耗也称为铜耗，是电流在通过转子绕组和定子是而出现损耗，绕组电阻和负载电流决定了该值的大小，占总损耗的两成到七成。杂散损耗是约为总损耗的 10%~15%，是铁心和导线等金属部件在转子、定子的高次谐波下出现的损耗。

1.2高耗低效原因分析

对油田抽油机的使用现状进行统计分析，造成电机高耗低效的原因主要包括大量老旧电机的使用、不当的电机匹配、特殊的工艺要求。当前存在电机超期服役的情况，有的甚至超过二三十年，这些电机内部存在严重的老化，且制造工艺和材料均已淘汰，技术性能无法达到需求，这就使得电机效率远低于新型高效节能电机。

在电机选配方面，存在不合理的情况，主要表现在以下几个方面 ：不合理的形式、不合理的容量、不合理的转速以及不合理的转矩。因工艺需求，抽油机的周期变化负载导致了不同阶段不同转矩，这就需要对容量裕度进行合理配置。

2 抽油机负载特点