常用節能電機節電計算方法研究
2015/11/1 16:18:01點擊：
編輯：湘潭電機廠
【關鍵詞】 節能電機 計算方法 研究節能潛力
1 概述
石油行業近年來在生產系統中采用了許多較為先進的節能電機，取得了明顯的節能效果。在此工作基礎上，為更加科學地開展油田節能降耗工作、完善節能管理技術、技改方法，需更新節能潛力預測和計算手段等方面的基礎工作�；谏鲜鏊悸�，以“常用節能電機節電計算方法研究”為課題進行了歸納、分類與總結工作，并形了成一份常用節能電機節電潛力預測、計算方法。
2 常用節能電機節電效果估算方法
2.1 YMJ系列節能型電動機
2.1.1 YMJ系列高效節能電機與普通Y系列電機自身損耗對照
YMJ系列節能電動機與普通Y系列相比具有更加優異的特性，主要表現在啟動轉矩大、過載能力強、額定效率高。這些性能正是游梁式抽油機所需要的，因此，用它替代抽油機上的普通電動機，其額定容量至少可以降低一檔。這樣，電動機勵磁功率和自身損耗均會相應減少，對節能降耗是非常有利的。
表1 YMJ系列節能電動機與普通
2.1.2 抽油機用節能電機替換普通電機后其節電潛力估算方法
根據理論分析，電機損耗可分為固定損耗和可變損耗，前者即為空載損耗，后者與負載率的平方成正比。由此可見，技改后理論上能夠節約的電功率包括兩部分：一是固定損耗的差值，二是可變損耗的差值。計算方法及公式如下：
（1）原配普通電動機和節能電動機負載率β1、β2可近似按下列公式計算：
β>0.4時:
β1＝■
β2＝■ (1)
β≤0.4時:
β1＝■
β2＝■■
（2）普通電機和節能電機固定損耗功率分別為：
Wg1=P01
Wg2=P02(2)
(3)普通電機和節能電機可變損耗功率分別為：
Wb1=β12(PM1-P01)
Wb2=β22(PM2-P02)(3)
(4)技改后可能節約的電功率（kW）為：
W=(■)2(PM1-P01)-(■)2（PM2-P02）+
（P01-P02）（4）
式中 PM1＝（■-1）Pe1——原配普通電機滿載損耗，可直接由表1查出；
PM2＝（■-1）Pe2——YMJ節能電機滿載損耗，可直接由表1查出；
W ——更換節能電機以后節約的電功率，kW；
P1 ——原配普通電機實測輸入功率，kW；
Pe1 ——原配普通電機額定功率，kW；
Pe2 ——節能電機額定功率，kW；
ηe1——原配普通電機額定效率，％，查表1；
ηe2——節能電機額定效率，％，查表1；
PO1——原配普通電機空載損耗，kW，查表1；
PO2——節能電機空載損耗，kW，查表1。
2.2 TXY系列永磁同步電動機
將普通電機更換為永磁同步電機后節電功率的預估算方法同YMJ系列節能電機�？砂垂剑�4）計算，在計算過程中，相關參數查表2 。
2.3 CJT系列節能拖動裝置
替代普通電機后節電功率（有功）估算方法，由于替代普通電機后節約電功率的多少受諸多因素影響，情況較為復雜，其節電潛力的粗略估算可考慮兩個最主要的因素：
（1）一般情況下匹配功率可比原電機小一檔，電機自身固定損耗和可變損耗均會有所降低。
（2）對于原來產量較低的油井，如果屬于井下供液不足，用CJT裝置替換原電機后 （電機極數相同、皮帶輪直徑不變時）抽油機沖次稍有降低對提高抽油泵充滿度有利(考慮產液增減因素對耗電的影響)，但不同油井的實際情況差別較大、比較復雜，節電潛力計算不要求十分準確。
綜上所述，節約的電功率可按下列經驗公式估算，其結果可供需要時參考。
W＝P（1-■）-■K+PK+0.3（5）
式中 W、P —— 技改后節約的電功率、電機耗電功率，kW；
q—— 原工況下產液量，t/d；
H——動液面距地面高度，m；
g——重力加速度，m/s2；
K——技改后，相對原工況的產液量增長率，％；
n1、n2——抽油機沖次，min－1。
2.4 電磁調速電動機節電功率估算方法
（1）電磁調速電機用于油、水泵的情況下，替換普通電機后節電效果的計算方法與變頻調速基本相同。
（2） 目前用于抽油機的情況主要是針對井下供液不足的低產井，通過適當變速降低沖次以利提高每個沖次的抽油效率。由此可能節約的電功率主要來自兩個方面：一是產液量增加引起抽油機有效功率變大；二是因抽油機每沖次負載平均扭矩基本相同、電機輸入電功率與沖次成正比，沖次減少則輸入功率降低。
式中 W——抽油機換用電磁調速電機以后節約的電功率，kW；
P1——原工況電機輸入功率，kW；
q——原工況下產液量，t/d；
H——動液面距地面高度，m；
n1——原工況抽油機沖次，min－1；
n2——換用電磁調速電機后抽油機沖次，min－1；
K——更換電磁調速電機后，相對原工況的產液量增長率，％;
PS——電磁偶合器損耗，取0.10～0.15 kW。
3 結論
由于上述技改措施的節能潛力主要是根據設備的額定參數并結合部分實測參數按相應公式計算得出，基本上能夠反映出設備在能量消耗方面的變化規律。這對節能管理、技改決策及相關人員學習掌握專業概念等均具有較強的實用性。
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信息來源：湘電集團
