学文网高效节能电机篇1
【关键词】高效电机；节能效果；推广建议
0 引言
电动机广泛应用于拖动风机、水泵、压缩机、机床等机械传动装置，是量大面广的终端耗能大户。近年来，在国家***策的支持下，我国电机能效水平逐步提高，但总体能效水平仍然较低。据测算，工业领域电机能效每提高一个百分点，年可节约用电260亿千瓦时。因此，推广高效电动机、淘汰低效电动机是提高能源利用效率的重要措施之一，符合我国当前经济发展的需要，是非常必要的。
1 我国在用电机现状
据统计，我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，占全社会总用电量的64%，其中工业领域电机耗电约2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75%。根据电机能效分级标准划分，我国在用的高效电机仅占3%左右，且现状生产的电机产品绝大多数也并不是高效的（而美国和欧洲分别从1997年和2011年强制推行高效电机及超高效电机），我国电机效率的平均水平比国外低3-5个百分点，加上与拖动设备匹配、调节方式等因素，我国电机系统运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。近年来，国家高度重视高效电机推广工作，实施了高效电机推广惠民工程，然而，从电机生产企业反馈结果来看，推广效果并不理想。今年，国家又了《电机能效提升计划（2013-2015年）》，计划用3年时间，累计推广高效电机1.7亿千瓦。但从企业摸底情况来看，大部分企业对淘汰低效电机更换高效电机依持抵触态度，普遍反映实际节能效果并不明显，推广高效电机依然困难重重。
2 高效电机节能分析
为准确测试高效电机与普通电机的节能效果，我们选择了某电机生产企业YE3-160M1-2型号电动机与该企业早期生产的同规格Y160M1-2型号电动机分别在50%及75%负载率下进行了对比试验。
2.1 试验数据说明
电机处于50%负载率运行时，Y160M1-2输出功率为5522.3W，YE3-160M1-2输出功率为5524.1W，可以等同认为在同一负载率下运行，其输入功率分别为6715.0W、6392.0W，转速分别为2965.4rpm、2976.7rpm。
电机处于75%负载率运行时，Y160M1-2输出功率为8284.6W，YE3-160M1-2输出功率为8265.0W，可以等同认为在同一负载率下运行，其输入功率分别为9679.0W、9270.0W，转速分别为2949.3rpm、2964.1rpm。
2.2 节能效果分析
电动机处于50%负载率运行时，Y160M1-2电机效率为82.24%，YE3-160M1-2电机效率为86.42%，效率提高4.18个百分点；电动机处于75%负载率运行时，Y160M1-2电机效率为85.59%，YE3-160M1-2电机效率为89.16%，效率提高3.57个百分点。
从现场测试效果来看，节能效果明显。
3 高效电机推广存在的困难分析
3.1 对高效节能电机替代普通电机的认识不到位
电机作为拖动设备的动力装置，在大多数运行环境下，对其运行参数的要求不高，也不属于易损设备，很多上世纪六十年代生产的J系列电动机仍然在很多企业中正常运转。在市场经济下，有些企业目光短视，缩减成本进行采购，这与高效电机价格较高成了一对矛盾。只要能电机保证生产正常运行，大部分企业一般不会拿出额外的投资来更换电机，当然也更不会拿出超出普通电机很多的投资来更换高效电机，这是高效电机推广困难的主要因素。另外，信息不对称、观念错位、市场不规范、节能意识不强等也成为高效电机在我国推广的障碍。
3.2 对高效节能电机节能效果认知度不够
部分用能企业更换高效节能电机后反映，其用电量与原低效电机节能相比，节能效果并不明显，对高效电机节能率3-5%存在质疑。笔者以为，同等输出功率的更高一级能效电机的转差会减少20%-30%，转速比普通电机高10转以上，其拖动设备运行状态发生了一定改变，而对于大多数的用电设备，其电力消耗与转速的三次方成比例关系，例如，增加2%的运行速度将会造成增加8%的电力消耗，这就很容易抵消更换高效电机所预期的节能量。节能效果只考虑耗能，不考虑出力增加，是统计节能量偏小的重要因素。
3.3 高效电机价格偏高
高效电机从设计、材料和工艺上都采用了先进的技术措施，例如采用新型材料、合理的定转子槽数、风扇参数和正弦绕组等，来降低损耗，因此高效电机生产成本比普通电机高10-20%左右，有的甚至高50%，导致许多用户产生“节能不节钱”的观念。
3.4 电机销售模式决定高效电机推广困难重重
据有关资料显示，电机销售面向的三类客户其产品用量所占比分别为：终端用户占5%，商约占15%，下游产业的机械设备配套商占80%。由于由此可见，高效电机能否最终被市场接受，机械设备配套商的态度最为关键。由于大多数机械设备配套商并不是最终使用者，他们更多的是考虑如何节省一次性投入，提高自己终端产品在竞标中的价格优势，关注价格多于关注效率，缺乏主动采购高效电机的动力，而终端用户又没有决定采用高效电机的权力，这是高效电机推广的重要瓶颈。
3.5 电机系统节能技术改造合同能源管理项目推行困难
合同能源管理作为近几年兴起的一种市场化节能机制，对于促进企业提升能源利用效率发挥了积极作用。由于电机系统节能改造项目投资较大、节能量统计计量困难、回收期长等因素，有些节能服务公司仅仅以高效电机与普通电机的节电率来核算其回收期，不愿意开展电机系统技术改造的项目。
4 高效节能电机推广建议
4.1 加强***府强制
一是有关部门严格按照GB18613-2012标准要求，加强对电机生产企业执行能效标准的监督，对于达不到能效标准的企业坚决予以查处，促使其转型升级，彻底切断低效电机来源；二是充分发挥工业固定资产投资项目节能评估审查的约束作用，加强对电机能效方面的专项审查，确保增量电机选用高效电机产品；三是招投标部门严格准入准则，禁止配套低效电机的产品参加竞标。
4.2 转换高效节能电机的推广和财***补贴方式
近几年，国家对节能产品补贴分为补贴到用户和补贴到制造商两种，补贴到用户（节能电器、汽车等）的市场情况较好，而补贴给制造商（高效电机）的市场情况就不太理想，原因就是补贴过程复杂，企业要将应用高效电机的用户信息反馈到***府后才能领到补贴，而终端用户也没有直接感受到高效电机财***补贴的优惠***策。建议高效电机推广也采用补贴到终端用户财***补贴方式。
4.3 加快合同能源管理模式进行电机系统节能改造
电机系统节能改造，涉及电平衡测试、方案设计、系统优化等技术的整合，专业性较强，掌握核心技术、服务质量高、资源整合能力强的节能服务公司具备这样水平。***府应当制定单独的电机系统节能改造推进和补贴***策，并协调金融部门建立易于操作的投资合作平台，加大对高效电机推广及电机系统节能技术改造合同能源管理项目的金融信贷支持。
5 结论
电力节能是工业节能的重中之重，高效节能电机相比普通电机具有非常明显的节能效果，通过对电机系统进行节能改造，使用高效电机、淘汰在用低效电机，可以深入挖掘节能潜力。采取行之有效的措施，推广高效电机，促进我国在用电机的更新换代，对于促进工业发展方式转变和“十二五”节能约束性目标是实现具有十分重要的意义。
【参考文献】
高效节能电机篇2
半导体企业在技术开发上已投入数百万美元，付出多年努力，使到电器和工业机器制造商能以最小的研发开销实现高效的电子控制，并显著缩短上市时间。
目前，电器和系统设计人员同时面临着众多难以应对的设计目标。从市场角度看，产品成本不能增加的前提下，性能必需提升，以超越竞争对手的产品。从制造角度看，设计必须与现有生产设备和方法兼容。而在消费者眼里，产品应具备丰富的功能，降低成本的同时提高可靠性。此外，设计人员还必须使产品满足环保方面的需求，以符合多项节能***策法规的要求。这一切真的需要吗?
在美国，这类国家节能***策是由美国能源部(DOE)、美国环保署(EPA)，以及由美国加利福尼亚州来推行。加州作为世界上第12大电能消耗者，在过去10年内一直将自己定位为全美提高能效的先行者。加州的人口占全美人口的12％，但电力消耗却仅为7％。加州能源委员会(CEC)一直努力建立具有领导地位的法规，主张大力推广节能减排的先进技术，其前瞻性的***策常常成为美国节能***策的样板。
虽然，这些***策和强制措施看起来往往妨碍了产品的设计和推出，但它们对于推动相关的技术革新是必要的催化剂，这些技术革新将有助于保持全球的健康与能源供应。***府部门始终致力于减少温室气体的排放，减少新增发电装置的需求，保持足够的电力供应。实现这些目标最具成本效益、最及时的方法就是提高常用家用产品和工业产品的运行效率。
现在已有美国的能源***策和欧盟的能效标识指令92/75/EEC，产品销售商和消费者能够很容易对比各种电器的能效，查看电能消耗，以及其它能源的使用情况例如天然气和水等。法规所要求的标识清楚地标出电器在典型状况下，拥有者每年需要付出的使用成本；这样，消费者就能根据产品最初购买价格和预计的能耗拥有成本，做到明明白白的消费。符合美国环保署的能源之星(Energy Star)认证标准的电器相比标准型款，能够节省10％～66％的能源和/或水资源，而且不会影响其预期的功能和质量。美国能源部认为Energy Star电器每年能节省20％～30％的能源成本。
由于对节能有促进作用，现在所有的新产品(如电冰箱、洗衣机、电炉、热水器、空调、洗碗机等)都必须贴上节能标识。***1所示为美国家庭每年电能消耗的分布***。在全球产生的总能耗中大约有57％用于驱动电机。在美国，电机的能耗占每年总电能消耗的20％。一般的美国家庭每年大约消耗1.1万度的电量，花费1000美元。其中有很大部分电能用于冷暖空调设备(HVAC)、井泵、洗衣机等的电机运转，每年总共约耗电1000亿度，估计每度电成本0.9美元，即总成本为90亿美元。对于这一耗电水平，即使将电机效率仅仅提高3～5％，那么人们花费的电力成本，以及支持不断增长的需求而必须维持和建设的发电设施的数量，都将显著下降。
数十年来，平均功率仅几马力的交流感应电机(ACIM)一直是大部分住宅、商业和工业应用的主要动力设备。它的制造和维护成本低、可靠性高，因而在全球范围广泛使用。据估计，全球已安装的电机有90％是感应式电机。随着新型电机技术的出现以及现有技术的改进，电机产品也在迅速变化。工程师的“调色板”上现在又多了许多的新“颜料”；且都带着“绿色”，其中包括无刷直流电机技术、永磁同步电机技术、开关磁阻电机技术，以及固定式ACIM!虽然这些技术许多已经问世数十年了，但是现在我们仍可以采用一些先进的控制技术来发掘这些电机的最大潜能。
影响电机效率的因素很多：母线电压、负载大小、温度以及控制调制方式等。大多数ACIM在75％～90％的额定负载下能够发挥最高的效率。对于通常仅使用电机峰值负载的一小部分的应用而言，通过在电机负载范围内优化效率，每年在节能方面降低的成本大约相当于该电机/控制器购买价格的一半。对庞大的并行工业设备来说，节省的电费可达数百万美元，几年就可收回100％的投资回报。根据美国能源部估计，全美有44％的工业电机的工作负载始终低于其额定负载的40％。
现代电机控制采用许多先进技术，如自适应相位时序、定子/转子磁场建模、总线补偿和功率因数校正技术，目的就是达到电机最高效率。电机达到最大效率时往往其扭矩不在峰值处，处于不理想的转速区域或控制环响应不充分。当今的变速驱动装置(VSD)则是智能化的，能自动适配应用需求，即仅在必要时使电机达到其峰值扭矩或速度。这样，设备在其余时间就能以最佳效率工作。
半导体企业在技术开发上已投入数百万美元，付出多年努力，使到电器和工业机器制造商能以最小的研发开销实现高效的电子控制，并显著缩短上市时间。飞兆半导体的智能功率模块(SPM)技术为肩负重任的工程师提供了一个功能齐备且具成本竞争优势的桥式电机驱动解决方案，并带有电机控制设计所需的全部驱动电路、二极管，以及过流保护功能。SPM技术支持功率因数校正，确保以最高效方式实现交流电流源的电能转换。这些高集成度产品甚至能让最小的设计公司和制造商将最新的能效提升技术用于其产品中。***2所示为高效驱动电路的构造示意。
对3相ACIM来说，变频驱动是实现变速控制的最简单且常用的技术。这些控制技术及其高级产品每千瓦的成本只有几十美元，已经开始应用于那些甚至10年前认为电机驱动昂贵的应用中。在泵类和通风设备的驱动装置中，若使用VSD和ACIM来代替只有开启和关闭两种状态的传统定速设备，每年可节省高达50％的能耗。采用VSD之后，通常更可省去机械齿轮箱、皮带轮、传动带及其它硬件。
高效节能电机篇3
摘要：随着经济快速发展，人们生活水平也得到了相应的提高，对于电力的需求量也越来越大。在所有电器设备中，高效能电机是重要的组成部分。本文主要对高效能电机在电器设备中的运用进行深入分析，促使高效能电机发挥出更大的作用，为相关部门和工作人员提高有效借鉴和参考。
关键词：高效能电机；电器设备；运用分析
前言
与普通电机相比，高效能电机通过使用新型材料，并对工艺进行设计，在很大程度上降低机械能、提高输出效率。在电力行业中加大对其应用，可达到提高工作效率，减小损耗，提高用电效率的目的。
1 我国电力工业中应用高效节能电机的必要性以及发展前景
当前，国民经济发展步伐加快，促使电力工业也得到了大力发展，但与此同时，环境资源和经济之间的矛盾越来越突出。为了促使经济顺利实现可持续发展，在确保经济稳步发展前提之下，必须采取积极有效措施，进一步节约资源，保护环境。
近年，电机产品在工业领域中得到广泛应用，推动了电力工业的发展，给人们生活带来了巨大便利，但也给环境造成了极大污染。按照国家***府颁布的 《节能中长期规划》，把节约能源作为一项长远发展***策，电机作为消耗电能的主要设备已经被纳入到节能降排对象中。为此，采用高效节能电机成为了我国未未来发展的一个重点，是实现节能前提保证。
一直以来，我国电力在工业需求方面表现的并不是特别强烈，虽然高效节能电机已经上市很多年，但相关数据调查发现，其在我国市场的占有率不足百分之十。虽然市场上也有一部分企业可以生产高效节能电动机，但规模比较小，仅占市场的百分之四，而且有一部分电动机主要出口到外海国家，国内的需求量依然比较小。究其原因主要是因为一部分电力企业节能意识比较单薄，对于节能概念未能深入认识。当前，世界各国为了进一步节约能源，提高经济效益，保护环境，都积极采取各种有效措施进一步提高电能效率，在这种发展背景之下促使高效 （ 节能 ） 电机的概念应运而生。
2.高效能电机应用现状
电机产品主要应用在工业领域当中，为此，国家工业的发展速度决定了对于电机产品的需求量，加之全球环保意识不断提高，各个国家都在积极寻找更加有效的节能措施，尤其是欧美发达国家，他们已经把高效节能电机运用在生产的各个环节中，并不断创新研究，开发出节能效率更高的电机产品。通过分析调查，我国在2012年开始，高效节能电机主要由欧洲国家生产，亚洲主要集中在日本、印度以及韩国等较为发达的国家，欧洲主要集中在法国、英国以及德国等国家，这些国家的生产总量占到世界生产总量的百分之七十，当前高效节能电机的生产量已经逐步从发达国家向发展中国家转移。
3.高效节能电机的运行原理以及节能效果
高效节能电机，根据字面意思主要是使用新型材料以及新型电机设计，进一步提高输出效率、降低机械能的损耗、热能，电磁能，即输入功率的百分值比有效输出功率低的电机。与普通电机相比，高效节能电机的效果更加明显，工作效率更高，一般情况下可提高大约百分之四作用，总体损耗能量比普通电机可减少百分之二十左右，电能可减少百分之十五左右。例如：把五十五千瓦的电机，根据高效节能电机比一般电机节电节省百分之十五作用，一度电费按照0.5远来进行计算，使用节能电机两年内靠节电可收回更换电机的费用。
和普通电机对比，高效节能电机在使用过程中的优点主要表现在以下几个方面：1.节能效果更佳显著，效率更高，此外驱动机可实现软停、软起以及无极调速，提高节电效果。2，产品的经济性能更高，延长使用时间，增加运行稳定性。3.温升小，采取可降低损耗设计，进一步延长了使用寿命，增加设备运行的可靠和安全性。4.减少对环境造成的污染。5.由于其电机功率因数和1接近，大大提升了电网品质因数6.不需要因数补偿器增加功率，由于电机产生电流较小，大大延长了系统整体运行的寿命。
4.高效节能电机在电厂中的主要作用和运用条件
发电厂的主要作用是向全国供应电能，发电厂的生产过程都是通过自动化和机械化来完成的，需要使用电动机拖动带动机械进行运行，需要消耗大量的电能。
一般来说，发电机要经济技术指标包括有发电量、供电煤耗和厂用电量三个方面，它们之间是既相互联系又相互影响。
从宏观角度进行分析，若是火力发电厂平均厂用电率降低，可有效的缓解资源短缺所造成的压力，进一步提高火电厂经济效益，对日益增长的厂用电率产生抑制，确保了我国国民经济的可持续发展。虽然高效电动机的效率要高于普通电动机效率，但是从制造成本和造价成本角度分析，在想同条件下，高效电动机价格要高出普通电动机百分之三十左右，增加了工程的初始投资。虽然价格要比普通电机要高，但从长远角度分析，只要正确选择合理的电机，经济性还是显著的。所以，在选择厂辅机设备的型号时候，需要谨慎，选择设备采用高效节能电机。
工艺专业在不断优化之后，电动给水泵已经被取消，采用汽动引风机驱动。但是依然有很多高压电动机作为压缩机、胶带输送机、水泵、风机等主要设备的驱动设备。为此，可以从以下几个方面来考虑辅机设备的电动机能的效率和耗能，以此获取更大的经济效益：1.对于每年运行时间超出五千小时的切负荷率在百分之七十以上的电机来说，使用高效节能电动机更为适宜。例如：电动机为20000kW ，如果改用平均效率提高 1% 的节能型高效电动机，按照运行时间5000小时来进行计算，那么可节省的电能将为100 万 kWh。2.对于厂用电压等级高 以及消耗厂用电大的大功率电机来说，根据统计数据，全国火力发电厂的八种L机和水泵，即排粉风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵、送风机、引风机、一次风机以及灰浆泵，它们的配套电动机的总容量和年总用电量分别为15000MW和520 亿 kWh，占全国火电发电量的的百分之5.8%。若提高这些水泵系统和风机的运行效率，那么节能的钱了将会达到300-500 亿 kWh/ 年，等于六到十个装机容量为 1000MW 级的大型火力一年的发电总量。3.在各个系统中，都会使用到相应的设备，这些设备所配套的电机都是采用新型高效节能电机，在很大程度上增加了供电的可靠性。这些设备一般包括有发电机定子冷却水泵、闭式循环冷却水泵、汽机系统的凝结水泵、锅炉系统的送风机、一次风机、磨煤机、交流油泵、氧化风机、内吸收塔循环泵、各胶带输送机、循环水系统的循环水泵、暖通系统的空调冷水机、仪用空气压缩机、物料输送系统的除灰机等等。这些设备都均是使用新型高效节能电机进行优化的主要研究对象。应当根据实际情况，正确选用设备，从根本上提高电力效能。
结束语
随着我国电力企业的不断发展和进步，全球环保意识的不断提高，进一步降低能源消耗，提高运行效率成为了电力行业重要的任务。为此，相关电厂管理人员应从实际出发，正确选用高效能的电机设备，进一步减少耗能损耗，提高用电率，减少环境污染，促使经济和环境实现可持续发展。
参考文献：
[1]李孟波.浅谈高效节能电机在电厂中的应用[J].电源技术应用.2015，23（02）：777-779.
高效节能电机篇4
【关键词】变频调速；双速改造；永磁电机；节能
0 前言
某火力发电企业安装了2台600MW机组，安装高压电机68台，低压电动机共642台，低压电机大部分属于应淘汰的Y系列电动机，Y系列电动机是上世纪80年代全国统一设计的产品。其导磁材料使用热轧硅钢片，能耗高、效率低、环保性差，属于高耗能设备；尚有多台设备存在变速改造及优化运行参数后的节电空间。按照能源审计技术标准GB/T 3485-1998《评价企业合理用电技术导则》规定，开展了一系列的用电设备节能工作。
电机是风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，是用电量最大的耗电机械。通过推广高效电机、淘汰在用低效电机、对低效电机进行高效再制造，以及对电机系统根据其负载特性和运行工况进行匹配节能改造，可从整体上提升电机系统效率5-8个百分点。
1 企业开展的节能技术改造工作
1.1 变频器调速及双速技术改造
1.1.1 凝结水泵电动机变频器技术改造
该企业两台机组各配装两台凝结水泵，配套电额定功率2500 KW，额定电压6KV。凝结水泵采用100%容量、一用一备的配备模式。为了减少管路损失，提高泵的运行效率，对凝结水泵进行了变频改造。采用了北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A系列高压变频器、一拖二手动旁路柜、高压变频空-水冷却系统等设备。按照全年运行7000h，平均机组负荷率82%，年发电总量33.6亿kWh计算：单台机组凝结水泵变频改造后每年可直接节约电量597.5万度，平均节电率水平42.83%，折合149.37万元。
两台机凝结水泵电动机变频改造项目先后分别于2007年10月6日和2008年1月10日投入正式运行。目前，整体运行情况良好，节能降耗产生的经济效益显著。“3、4号机组凝结泵变频改造”项目获且得2008年度分公司先进技术推广应用三等奖。
1.1.2 一次风机电动机变频器技术改造
在凝泵变频改造之后，2009年8月完成先后在机组运行期间完成了两台炉4台一次风机电动机变频器技术改造。
表1是市级节能技术服务中心在2011年在该企业进行的“凝结泵和一次风机加装高压变频装置项目”审核结果：
1.1.3 取水泵、生产冲洗水泵电动机变频改造
取水泵变频器技术改造项目于2011年3月全部完成，运行电流下降到240～250A之间，日节电约2466度；若取水泵全年保持变频运行，按单台取水泵运行4个月、双台取水泵运行8个月计算，年节电1479600度，年节约电费约56.22万元。
生产冲洗水泵变频器技术改造项目于2010年9月全部完成，单台水泵变频运行电流下降约40A，2台下降80A，年节电39.2万度，节约电费15.09万元；
合计年节约电187.16万度，节约电费71.31万元。
1.1.4 两台机组循环泵电动机进行双速技术改造
在2010年10月和2011年4月，先后完成了两台循环水泵电机的双速改造。改造后的电动机分别为高速运行状态下电动机容量为3150KW，转速172 r/min，星形接线方式；低速状态下电动机容量为2200KW，转速330 r/min，三角形接线方式。当循环水水温低于15℃时，即可将循环水泵电动机转入低速运行；当循环水水温高于15℃时，再将循环水泵电动机改为低速运行。循环水泵电动机高、低速运行方式的转变是在电动机停电后通过改变电动机的接线盒内的接线抽头来实现的。
循环水泵电动机改造后日耗电率由0.58下降到0.44，日节电约1.7万度，运行不到2个月就可收回改造成本。按每年运行5个月计算，两台机组每年节电510万度，节约电费约204万元。
1.2 电动机进行高效节能改造
与普通标准电机相比，使用高效节能电机的节能效果非常明显，通常情况下，能耗平均下降10%左右，效率可提高4%左右。
按照电机能效新标准和《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》（第三批），将Y2、Y3系列等低压低效三相异步电动机及低效风机、泵、压缩机等通用设备纳入淘汰目录的要求，对该企业所有Y系列高耗能的低压电机进行了排查并汇总；改造电机的总容量约16071KW。
高效电机改造后全厂每年节电估算：16071×0.7×0.05×0.5×8760=266.937万度；
节约标煤：266.937×3.35=894.23吨。
1.3 磨煤机电机进行永磁电机技术改造
该企业每台机组配备了6台高压磨煤机电动机，电机厂家为北京电力设备总厂，设备型号为YMSQ630―6，额定功率为800 KW。
高效高压永磁同步电动机是采用新型转子（采用内嵌稀土永磁材料的实心结构）结构实现异步起动同步运行的永磁电动机，具备高效率、高功率因数、高效运行范围宽、电流低、温升低、结构简单、安全可靠等特点。该类型电动机是实现用电系统源头节能的有效途径，可用来进行磨煤机电机的节能改造，综合节电率7%～15%。
1.4 优化电除尘器运行参数
为满足环保对电除尘器除尘效果的要求，各个电厂均提高了电除尘器的运行电流（接近于额定电流2000毫安），电除尘器的耗电率随之大为增加；两台炉电除尘器改造后的日耗电量约9万度左右。
通过调研，分析电除尘效率试验报告，进行优化调整除尘器电源装置参数的试验，在电除尘出口粉尘含量小于40毫克和烟囱出口粉尘含量小于16毫克的前提下通过二次电流及充电比的调整，我公司电除尘器的日耗电率已达到了0.2―0.22%；两台炉的电除尘系统日耗电率约4.5万度左右。每年节电约1620万度，节约电费648万元。
2 结语
2.1 该火电企业对照相关节能技术标准，积极调研电气设备节能技术，实施节能技术改造方案，取得了显著的节能环保效果；
2.2 该火电企业历年来通过在电气设备上实施的节能技术改造，明显地降低了发电成本，提高经济效益；同时，大大减少了环保排放量；
2.3 这些改造项目的成功案列对火电企业的节能减排工作具有重要的借鉴及推广作用。
【参考文献】
[1]北京利德华福电气技术有限公司.HARSVERT-A.高压变频调速系统技术手册[S].北京昌平，2008-02-11.
高效节能电机篇5
关键词：节能；丛式井组；效果分析；效益
前言：油田生产的主要动力都消耗在电能上，抽油机又是油田生产的耗电大户，由于低渗透油藏的特点，大部分抽油机效率很低，造成了十分严重的能源浪费。因此需要高功效、高节能的抽油辅助设备，减少电能在抽油机上的浪费，提高抽油机工作效率。针对抽油机运载时效率低，功率因数低等问题，长庆环江油田、西峰油田通过在丛式井组安装抽油机集中控制节能装置，使电动机的效率提高，实现智能调参，达到了节能降耗、实现成本控制的目的。
一、丛式井组抽油机集中控制装置
（一）结构和技术规格
CQ-YQY型丛式井组抽油机集中控制节能装置设计采用一个柜体内装多台全矢量控制变频器，组成一个可分别控制多台抽油机启动、停止、无级调系统，可替代原有井场多台抽油机配电控制箱。丛式井组抽油机集中控制节能装技术规格见表1。
（二）工作原理
CQ-YQY型丛式井组抽油机集中控制节能装置，针对长庆“三低”油田丛式井组开发的特点，集成应用了共直流母线、无级变频调参、软启动、动态功率因数补偿、动态调功五项节能技术，实现对油井生产参数的优化，大幅度降低抽油机运行时的无功损耗、减少抽油机启动过程中的机械冲击、提高电机的功率因数、提高电网的经济运行效率，客观上起到了电网“增容”的效果。
（三）丛式井组抽油机集中控制装置特点[1]
1）共直流母线技术。抽油机属位能性负载，在一个冲程周期运动中，过程中的某一段时间内一定会出现电动机处于再生制动工作状态（发电状态），尤其当配重不平衡时，在抽油机工作的冲程周期中，电动机的再生制动工作状态尤为严重，以往这些发出来的电能用在电动机的发热上及线损上，或是通过电阻发热或回馈电网而白白浪费掉了，无法加以利用。针对这种情况采用共直流母线技术将多台抽油机的控制变频器共用一台整流器，将其直流母线并联在一起，可实现抽油机在下冲程运行时，将所发电能贮存在变频器电容中，以供给其它抽油机使用。
2）无级变频调参技术。应用无级变频调参技术实现抽油机上冲程快，降低了泵的漏失，下冲程慢，提高了泵的充满度，从而提高泵效，可根据油井的实际供液能力，动态调整抽油速度，达到提高泵效、节能降耗目的。
3）软启动控制技术。抽油机工频运行时，电动机全压启动，启动电流是额定电流的3～7倍，这势必会对电动机和供电电网造成严重的冲击，导致对电网容量要求过高，而且启动时对设备产生的大电流和震动对设备运行极为不利，直接影响设备的使用寿命。应用全矢量控制型变频器的低频转矩提升技术，使频率从零开始逐渐增大到50 H z，而转矩保持在电动机启动转矩的150%。启动电流低于额定电流，这样不但减少了电动机启动对电网的冲击更重要的是减轻了电网及变压器的负担，降低了线损。
4）动态功率因数补偿技术。动态功率因数补偿技术根据电动机的运行状态来改变输出，将所有电能都用来做有用功，使无功功率趋近于零，抽油机启动输入功率大大降低，匹配电动机额定功率可降低一档。功率因数从工频运行时的0.4左右，提高到变频运行的0.9以上，减少了线损，降低了电网及变压器的负荷，可挖掘出大量的电网“扩容”潜力。
5）动态调功技术。根据电动机负载电流的变化，自动改变加在电动机上的端电压。即负载轻、电流小，加在电动机上的端电压就小，电动机功率就小。达到根据油井负载变化，动态调整电动机功率。
二、应用效果分析
对环江油田罗38-8、西峰油田桐299-18两个区块（低渗透油层）的两个丛式井组使用抽油机集中控制节能装置前后效果进行对比测试（表2），发现使用抽油机集中控制节能装置之前系统效率平均提高1.67%，有功节电率平均为15.23%。
三、经济效益分析
通过对比测试，使用抽油机集中控制节能装置较之前节电效果显著。
1）直接经济效益。安装该节能装置后，单井日节电14kW・
h，每年按350d计算，单井年累计节电0.49×104kW・h，折合标煤1.64t。每度电按0.7元计算，则单井年节约费用3430元。
2）社会效益。实现抽油机的数字化智能控制，提高了管理水平和生产效率，适应长庆油田有质量有效益可持续发展建设的需求。
四、结束语
环江油田和西峰油田应用抽油机集中控制节能装置，有效地解决了低渗透油田油井设备负载率低、能耗高的问题。该技术的应用提高了抽油机系统效率和电机的有功功率，实现了节能、增效、智能调参的目的。
高效节能电机篇6
【关键词】变频器；变频调速；暖通空调；控制
前言
节能经济并高效的运行已成为了目前建筑暖通空调工程的一大瓶颈，怎样提高风机电机的运行的安全可靠性和高效率的利用电能已成为了建筑暖通空调工程的一大难题，只有解决了这一难题，才能满足低碳绿色环保的新社会的发展需求。从目前国内外的相关风机电机调控技术来看，变频调速自动控制技术能够有效的提高暖通空调工程的电能利用率，从而达到节能环保的目的。
1 水泵电机变频调速控制分析
就目前建筑暖通空调系统中风机电机拖动系统，因为受到当前的建设技术与综合投资的制约，在电能利用率方面显得比较低，这直接的造成了电能浪费严重的情况，而采用基于PLC和变频器变频调速技术可以实现提高电能利用率和降低电能损耗，以达到节能环保的目的。一般的电机拖动系统的节能方式主要有以下两种：一是直接采用节能电机来实现降低耗损，二是采用变频调速控制系统进行动态的调节电机输入电源的频率，从而实现电机拖动系统的输入和输出间的动态平衡，以实现电机节能，而基于PLC和变频器电机变频调速控制系统就是属于后者，它具有重量轻、体积小、功能强、精度高、兼容性强、维护方便、可靠性高等特点。
变频调速控制系统中，风机电机控制系统在配电网中获取50Hz的交流电后，PLC控制器就会发生相应的指令，将获取到的50Hz的交流电通过内部的滤波电路、整流电路等将其转换成直流电，然后再将转换的直流电通过变频器控制单元逆变电路再次转换成电压U与频率f的交流电，这时的交流电可以满足电机实时调控的需求，利用该电源能够直接的对电机拖动系统提供动力并转换出电机拖动实时需要的转矩，该过程即是建筑暖通空调系统的实时变频动态控制调节过程。
从风机电机拖动系统的角度来看，整个拖动系统的需求是不断变化的，是一个动态的波动过程，利用PLC控制器与变频器组成的实时变频调速控制系统可以实现优化风机电机调节运行工况曲线，以保证风机电机拖动系统能够保持输入和输出平衡的一个工况状态，实现风机电机拖动系统最经济的运行，实现节能降耗。
2 建筑暖通空调系统节能技术升级的改造要求分析和优势分析
针对建筑暖通空调系统节能技术升级的改造要求来看，具体有以下两个方面的要求：一是整个建筑暖通空调节能系统必须要具备抗电磁干扰的能力或是有效的抗电磁干扰的措施，能够有效的避免非正弦波对风机控制系统的冲击，确保控制系统中的电脑主机、传感器、计时器等仪器能够正常高效的运行；二是在变频器调速节能系统工作期间，如果风量检测系统出现故障或运行异常时，需要变频调速控制系统指导电机按拖动系统的上限进行恒定功率运行，以保证系统最大的风量。如果变频器调速节能系统出现问题时，那么需要及时的报警并提示，以提醒相关人员进行设备检查，同时还需要启动原有的控制系统。
当变频调速控制系统应用到风机电机拖动系统中，不仅能够取得较好的节能效果，创造出更多的经济效益，而且对风机电机拖动系统的寿命有积极的影响和作用。变频调速控制系统的优势具体体现在五个方面：一是速度调节的范围比较广，理论上可以实现1%～100%范围内连续动态节能控制和调节；二是调节的误差很小，使得调节的精度很高，理论上的误差范围为±0.5%；三是节能效果好，电能利用率高，基于PLC和变频器变频调速控制系统不仅可靠性高，可以使电机的电能转换效率达到96%以上，并且电机拖动系统的功率因素也可以高达95%，这节约了大量的无功功率，使得极大的降低了配电网中的变压器无功调节的负担，又进一步的提高了配电网输送电能的质量；四是增添了软起动功能，基于PLC和变频器变频调速控制系统能够有效的抑制因电机启动而产生的冲击电流，保证了电机在启动时的安全性和可靠性，还能提高电机的使用寿命；五是节能效果明显，采用了调速变频控制系统能够实时的根据用户的需求来调节电机的转速，相比常规的继电器，基于PLC和变频器变频调速控制系统节能的效率要比常规继电器节能效率高出30%以上。
3 水泵电机变频调速节能技术升级改造应用分析
3.1 电机变频调速节能改造分析
某大型建筑的暖通空调系统共配有3台常规的风机，风机的进口温度20℃，压力为98.07KPa轴功率162KW，升压70KPa，装配的异步电动机功率200KW。为了使该建筑的暖通空调系统运行更加安全、可靠、经济，结合了曝气通风系统的实际情况，在对电机拖动系统技术升级改造时遵循了小改动、大可靠性和最优经济性的原则对1#风机采用基于PLC和变频器变频调速控制系统运行，2#风机采用工频运行的方式运行，1#风机的改造逻辑***如下***所示：
3.2 改造后的对比效益分析
1#、2#风机的各项技术指标和运行环境均相同的情况下，1#风机电机的调节运行工况比2#风机电机更加平滑也更加稳定，1#风机电机的平均运行电流为219A，而2#风机电机的运行额定电流为304A，1#风机电机运行的电流要比2#风机电机运行电流少85A。从计算角度来看，理论节能效率为1―（219/304）2=51.89%，节电的效率是47%，通过1#和2#风机电机对比可以看出节能的效率十分明显。
4 结束语
随着建筑行业的高速发展，加上人们生活水平的提高，暖通空调在建筑中应用的越来越广泛，其能耗问题也越来越突出，为了构建一个节能环保的社会，有必要对建筑暖通空调的节能进行深入的分析。本文主要分析了基于PLC和变频器变频调速控制系统对建筑暖通空调的改造，其能够有效的控制暖通空调系统的工作效率，有效的降低风机电机的能耗，最终实现节能环保的目的，为运营企业降低运营成本，提高运营企业的经济效益。
参考文献：
[1]杜海存，彭爱华.变频技术在中央空调水泵控制中的应用节能分析[C].第五届中国户式/商用中央空调应用技术研讨会.2011.
[2]彭传新，赵慧娟，王爱萍.等.PLC和变频器在纺织空调系统中的应用[J].棉纺织技术，2011（4）.
高效节能电机篇7
关键词：抽油机 系统效率 配套措施 应用研究
0 引言
胜利油田常用的机械采油方式为有杆抽油、潜油电泵抽油和螺杆泵抽油等，有杆抽油在1.8万多口机采井中，约占90%。研究有杆抽油系统效率提高的方法，并大力推广配套节电产品，应用新技术、新工艺，对于提高系统效率，节能降耗具有十分重要的意义。本文着重探讨提高有杆采油系统效率的方法，希望对提高采油系统效率有一定的参考作用。
1 当前抽油机生产现状分析
1.1 胜利油田抽油机机采系统生产现状
胜利油田目前处于油气开发的中后期，高含水原油及中低粘原油居多。游梁式抽油机由于具有结构简单、工作平稳、性能可靠等优势而在各油田广泛应用，据统计胜利油田使用的游梁式抽油机占生产井总数的82%以上。
但游梁式抽油机同时又存在能耗大、工作效率低的缺陷。该种抽油机的悬点载荷为周期性变载荷，悬点载荷在减速器曲柄轴上的扭矩曲线与曲柄平衡的正弦曲线差别很大，使曲柄轴上的净扭矩曲线波动很大，甚至出现负值。而普通的三相异步 电动机输出的转速和扭矩基本上恒定不变，为保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力，通常电动机的装机功率较大，而电动机正常工作时均以轻载运行，导致抽油机与电动机的匹配不合理，即造成“大马拉小车”现象。
电动机应处于允许运行状态，即综合效率小于额定综合效率，但大于或等于额定负载时的允许综合效率的运行状态。此时电动机效率为86.7%左右，而额定综合效率为88.7%左右。抽油机运行时普遍存在不平衡现象，导致多数电动机电流变化不均匀，使电动机内耗大大增加，影响抽汲系统的效率。
1.2 节能产品应用情况
为进一步提高机采系统效率就要考虑如何提高电机负载率。目前推广使用的节能产品大多为了解决抽油机电动机的欠载问题。胜利油田对几种节能产品的工作机理效果及适用性进行分析探讨，使其更好地应用于生产，对提高机采系统效率起到一定的现实意义。
1.2.1稀土永磁同步电动机
河口采油厂根据稀土永磁电机的实际特点，针对采油厂55kW电机普遍存在的“大马拉小车”，现象，重点采用永磁电机替换，提高功率因数，降低装机容量。安装前后分别测试了15口油井，发现功率因数平均提高到了0.85以上，负载率平均提高近一倍，系统效率也由原来的18.5%提高到了25.7%。由于稀土永磁同步电动机无滑差，转子上无激波铁铜损耗；电机为双边励磁，且主要是转子永磁体励磁，其功率因数可高达1；功率因数的提高，一方面节约了无功功率，另一方面也使定子电流下降，定子铜损减少，效率提高。另外稀土永磁同步电动机的不变损耗小，可变损耗变化比异步电动机可变损耗变化慢，使其效率特性有高而平的特点，使稀土永磁同步电动机的节能效果比其效率的提高更为明显。但对抽油机的平衡情况没有改善，无法均衡载荷曲线，需借助其它方式平衡载荷。
1.2.2超级节电器
针对严重供液不足或间歇出油的油井，安装超级节电器根据油井产液规律自动控制起、停井。安装后量油时间变短，泵效提高，电机负载率提高，并且由于减少开井时间而节约用电量。
超级节电器在使用时必须加强管理，一是由于常时间停井，冬季易造成堵管线；二是由于自动起停井，需作好各项安全防范工作。
1.2.3星角转换节能控制柜
采用星一三角转换变压技术使电动机转矩跟随负荷变化来提高效率和功率因数。该控制柜在抽油机负荷较大时以380伏角接法运行，负荷减少时切换到220伏星接法运行。例如在启动时采用角型接法，电机在低负载状态运行几分钟后就自动切换为星型接法，降低运行电压，提高机采系统效率。
经过测试发现利用星一三角转换变压技术可以见到明显的节能效果，负载率提高，改善了“大马拉小车”现象，主要适用于工作负载20%以下的油井。不足的是没有解决电动机起动瞬间电流冲击问题，在电压切换过程中电动机也将有瞬时大电流冲击问题。但实际使用中容易发生故障，维护工作量大，设备运行稳定性有待于进一步提高。
2 提高抽油机系统效率的配套措施应用研究
2.1加强油井的日常管理有助于提高系统效率
采油队应该制定切实可行的油井管理制度，不定期的对油井运行情况进行抽查，检查负载率和工作制度是否合理，对电流不平衡、参数配置不合适和负载率低的油井，及时通过调平衡，调参数、换电机等具体措施解决，提高电动机负载率，从而提高采油厂抽油机系统效率。
2.2 充分发挥节能技改项目的作用
①要想使节能产品发挥最大效益，必须重视前期准备工作，包括前期测试，根据产品特点有针对性选择油井等。②在使用过程中进行检测，发现问题及时督促厂家改进。我们认为对于经济寿命为五年的节能产品，在初步完成鉴定之后，半年内应再检测一次，并将测试数据同先期试验数据比较。在剩下的四年时间里每年测一次较合理，并将信息及时反馈给上级有关部门同财务分期付款制度相结合，这无论对节能新产品的更新换代还是企业降本增效都是有益的。③目前社会上节能产品厂家众多，有的厂家技术力量雄厚而有的只不过是临时拼凑的，产品质量难以得到保证。有一些节能产品的性能不稳定，具有短期性，这会给企业带来很大的不应有的损失，而对节能产品进行定期跟踪检测，根据实际情况按比例付款，可有效杜绝假冒伪劣产品，避免许多弊端，对油田的生产管理和节能降耗工作将起到积极作用。
2.3 做好节能宣传教育工作
要利用多种形式大力宣传节能技改工作的重要性和必要性，形成领导重视，职工积极参与的良好氛围，主动管理好实施节能措施的设备，使职工意识到节能技改事关企业的经济效益，与自身利益息息相关。油田是国家能源基地，也是耗能大户，因此做好节能工作刻不容缓。
3 结束语
本文从分析胜利油田抽油机使用现状分析了影响抽油机系统效率的影响因素。并针对这些影响因素，提出了提高抽油机系统效率的措施和方法，指出通过加强油井的日常管理、充分发挥节能技改项目和做好节能宣传教育工作，为提高抽油机系统效率，节能降耗提供有益的借鉴。
参考文献
[1]张继震，等.游梁抽油机的用电发电与节电[J].石油矿场机械，2001， （4）
高效节能电机篇8
【关键词】异步电动机、电能浪费、节能、无功补偿、变频调速
前言
三相异步电动机是企业最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于一些企业技术力量薄弱，测试手段落后，管理不到位，导致节能意识相对缺乏，从而造成电动机不必要的电力损耗，所以我们需要挖掘电动机节能的潜力，真正找到行之有效的降耗的办法。
一、节能电动机
1、电动机节能的技术
电动机的效率是有效输出功率与输入功率之比。电动机节能的过程就是提高其效率的过程。电动机效率：η=P2/P1×100%=（1—P）×100%P2：电动机机械输出功率（kW）；P1：电动机从电网或供电装置中吸收的电功率（kW）；P：电动机在能量转换中的损耗功率（kW）；因此，电动机节能的关键是如何减小电动机在能量转换中的损耗功率P。电动机损耗功率构成P=PCu1+PCu2+PFe+Pad+Pmcc+PwcPCu1：定子绕组铜损；PCu2：转子绕组铜损；PFe：铁芯损耗；Pad：杂散损耗；Pmcc：机械摩擦损耗；Pwc：通风损耗。
有效降低电动机损耗的内容有（1）降低发热损耗：优化电机内电与磁的合理匹配；选用优质的绕组材料；选用损耗与磁性能匹配合理的铁芯材料；有效增大铜面积。（2）降低杂散损耗：合理设计齿槽关系和气隙；可靠的制造工艺减少磁场琦变。（3）降低机械摩擦损耗：合理的轴承结构和设计；（4）降低通风损耗：提高热传导效率；提高自然对流散热能力，减小通风量需求。
2、高效电动机的使用
高效电动机（YX、YE等系列）通常指高效率三相异步电动机。效率水平能达到或超过电动机能效国家标准（GB18613-2002）所规定的节能评价值的电动机。电动机能效国家标准：电动机能效国家标准是“中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值”，国标号为GB18613-2002。由国家质量监督检验检***总局于2002年1月10日，2002年8月1日实施。能效限定值是电动机最低效率允许值，是强制性指标；节能评价值是高效电动机的认定值，是推荐性指标。
高效电动机的选用：下列情况下应该考虑选用高效电动机。（1）在新上项目需要新的电动机时；（2）旧电动机损坏或电动机需要进行重绕时；（3）在电动机长期运行于低负载或过负载状态下需要更新电动机时。
二、无功补偿
1、电动机为感性负载
三相异步电动机运行时，所消耗的功率包括有功功率和无功功率两个分量。有功功率是用于电动机产生机械转矩并且驱动负载所需的功率，它的电流随负载的增加而增加，而无功功率，则是用于电动机内部的电场与磁场随着电源频率的反复变化，在负载与电源之间不断地进行能量交换时所消耗的功率。无功电流在负载变化的情况下，其变化很微小，在相位上，电流的变化总是滞后于电压90°，是纯电感性质的。在实际运行中，电源供给电动机的总电流是有功电流和无功电流的矢量和，当电动机处于满负荷运行时，有功电流大于无功电流，总电流的功率因数较高，而当负载下降时，有功电流减小，无功电流基本不变，所以功率因数降低。
2、电动机无功功率就地补偿
在电容负载中产生的超前无功电流与在电感负载中产生的滞后无功电流能够相互补偿，所以在电动机电源终端并联一个适当容量的电容器，就可以使电动机所需的无功电流大部分由并联的电容器供给，从而减少输配电线路上的总电流，降低线路损耗。
设电动机正常工作时，线路输送的有功功率P是恒定的，无功功率为Q1，视在功率为S1，功率因数为COSφ1。若对该电动机的无功功率进行就地补偿，使其无功功率为Q2，视在功率为S2。这时我们可以看出，就地并联安装一个Qc=（Q1-Q2）的无功电容量以后，电动机从电源吸收的无功功率就由原来的Q1减到Q2，视在功率S2
三、变频调速
1、软启动节能
随着电气控制技术的发展，变频器已经成为个工厂企业的主要电气设备。变频器是利用电力半导体元件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置，可实现对交流异步电机的软启动、变频调速、改变功率因素等功能。由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频器后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，节约了电动机启动所需的电量，也延长了设备和阀门的使用寿命。
2、调速节能
由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，那么功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电动机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5%.变频器在泵与风机等负载情况下节能效果明显。
结论
电动机的节能方法多种多样，节能措施也有多项。本文介绍了部分电动机节能的措施，除此之外还有：1、提高电动机系统的效率，可在负荷很小或户外电动机在冬季时停用自冷风扇。2、将定子绕组改接成星—三角形混合串接绕组，按负荷大小转换星形接法或三角形接法，有利于改善绕组产生的磁动势波形及降低绕组工作电流，达到高效节能的目的。3、更换“大马拉小车”的电动机，合理调整电动机配套使用，可使电动机运行在高效率工作区，达到节能的目的。4、从接触器通往电动机的导线截面应满足载流量，且导线应尽量缩短，减小导线电阻，降低损耗。以上措施可以分别采用，也可以多项采用。总之，对电动机采取一些必要的技术节能措施，有利于电网的承荷能力，也有利于企业节省电费，也符合关于节能降耗的社会发展主题。
参考文献
[1]汤蕴璆.罗应立.梁艳萍.电机学.机械工业出版社，2008年10月
[2]浣喜明.姚为正.电力电子技术.高等教育出版社，2004年6月
高效节能电机篇9
关键词：抽油机；机采效率；降本增效；途径
机采井的系统效率是机采井能源利用水平的主要指标。对以机采井为主要生产方式的油田而言，实现降本增效的一个重要的途径就是提高机采井的系统效率。国内外研究资料表明：抽油机井系统效率的理论上限为49%，理论下限41%。通过应用节能减速装置、电泵转抽、参数优化，合理沉没度等措施提高了机采井的系统效率，对油田节能降耗具有一定的借鉴作用。
抽油机井能量传递分为地面和地下多个环节，以光杆悬绳器为界，可将系统分为地面和井下两部分。地面部分又可细分为电机、减速箱及皮带、四连杆四环节；井下部分可细分为密封盒、抽油杆、抽油泵、管柱四部分，地面井下共八部分，抽油机井系统的功率损失分布于八个环节之中。由于油藏构造的复杂性、地层的非均质性和污染程度的不同，往往不能准确地预测油井产能。有些油井受注采关系的影响，投产后能量下降很快；有些井注水见效，产能又有所回升。这些动态变化都造成了一些油井供排关系的不协调，出现高沉没度或供液不足的现象，很大程度上影响着油井机采系统效率。
1 机采系统能源因素
1.1地面因素分析：（1）井口：抽油机基础下陷井口不对中，造成偏磨，增加抽油机的负荷，还容易造成断光杆，井口盘根盒过紧，也会增加抽油机负荷，从而增加油井电量。（2）回压：油稠含水低、，流动速度慢，回压增高。增加了驴头的悬点负荷。（3）减速箱：抽油机减速箱机油不合格，不好，导致传动效率低，能耗增大，存在异响，说明内部有损坏，齿轮啮合不好，造成能耗增大。减速箱轴承不好，扭矩增大，造成电机耗电量高。（4）四连杆：四连杆机构各部位的轴承要达到要求，连杆长度要一致，抽油机剪刀差要符合要求。（5）皮带及四点一线：皮带松紧、数量及质量达不到要求，皮带的传动效率低，增加电机的负荷，皮带的单根和连带情况也不同程度的影响传动效率。（6）自控箱：无电容补偿或补偿不够和补偿过量都会导致功率因数低。（7）电机：1）电机耗电首先取决于负载大小，即驴头负荷及各系统的传动效率；2）功率因数的大小即电机与负载的匹配关系与负载的平衡状况 。3）电机有功功率的大小也是影响电机功率利用率的主要因素，4）电机输入端的电压和电流的高低也直接影响电机的功率。5）电机的转数损失的大小也是影响电机功率的因素，6）抽油机不平衡，电机上下行电流差别很大，造成单井耗电量增加。7）电机三角型运转的电流是星型运转的1.72倍，在其他条件不变的情况下，耗电量也会增加0.72倍，所以星型运转比三角形运转省电。8）节能电机的使用可明显降低电机耗电量。（8）毛辫子：毛辫子断股或打扭，造成两根毛辫子受力不均匀，驴头载荷增加，或造成井口偏磨，增加电机能耗。（9）电网：电网是整个用电设备的枢纽，影响系统效率的因素是电流的大小及线路损耗，保证系统电压的稳定性，合理匹配自控箱电容并更换节能自控箱，减少无功损耗。（10）动力线：动力线要按要求连接，电缆不能过长，增加电阻率，增加能耗。（11）生产参数：生产参数要达到合理的规范内，对于泵不存在问题的井，泵效小于50%和大于100%的可适当降低生产参数。
1.2 地下因素分析：⑴杆泵组合：泵在油井中的下入深度，是选择抽油机和抽油杆的主要依据。也是使抽油井在合理的压差下生产，达到既不破坏油层的岩石结构，又能高产的目的。⑵沉没度：沉没度的大小决定油井生产是否做正功。沉没度大，杆、管弹性伸缩，泵的冲程损失大。一般考虑沉没度300-400米，⑶出砂：油井出砂严重，防砂失败，泵筒内的砂增加了活塞与泵筒的摩擦阻力，增加驴头负荷，电耗增加。
1.3 系统节点潜力分析
为摸清机采系统能源利用状况，按照节点分析的方法，通过对部分油井进行分节点测试统计分析，能源消耗流分布及潜力情况见下***三从能源流向分析可以看出，抽油机、电机、杆管泵以及变压器是能耗的关键节点。
2 节能设备在生产中的应用和评价
针对机采系统针对抽油机电机配备功率过大，电机效率低、能源消耗高等现象，以供电线路为载体，降低线路网损为基准、提高供电质量为目标，推广永磁电机、智能节能控制柜，变频器调速新技术，螺杆泵采油技术，通过现场跟踪检测和对比分析，经过现场的运行实践和跟踪测试分析，该系统推广应用永磁电机、皮带机、智能式及变频控制柜、螺杆泵技术、等节电效果比较好、运行质量比较可靠，宜于推广。
3 技术措施
3.1 实施产液结构调整，控制特高含水低效液量，降低产油能耗
建立实施特高含水井月度分析机制，每月逐口井从井网、注采关系、注采比、综合效益等方面论证、分析，提出综合治理建议，实施小幅度调参降液，降低低效循环。实施注水结构调整，提高有效注水，协调注采关系，恢复地层能量，从源头上治理高单耗、低效率井。
3.2实施节能技术优化改造，提高能源利用效率
（1）优化泵型、泵径、杆管组合，提高井筒效率。充分利用油井生产参数优化软件，对每口井进行优化设计，寻找泵型泵径、杆管组合最佳优化方案，使油井生产参数保持中在良好的区域运行。（2）优化生产参数，提高工况合格率.
3.3加强机采系统细化管理、优化系统运行效率
（1）做好日常升温降压工作，调整好井口盘根的松紧度。（2）对基础下陷造成井口偏磨的抽油机及时进行调整。按时测电流及时调整抽油机平衡。（3）按时清洗减速箱机油，保证其运转良好，减少磨损。（4）及时标定两连杆长度和测定剪刀差并及时汇报调整（5）皮带松紧合适，调整好四点一线，提高传动效率。（6）定期检查保养电控柜，及时检测电容完好情况确定合理的电容容量。（7）根据机型匹配合适功率的电机，保证需用电机性能良好，功率因数高。（8）合理匹配自控箱电容并更换节能自控柜，减少无功损耗，保障电网系统电压的稳定性。（9）根据油井的产液状况调整合适的生产参数，以减少能耗。
3.4 推进节能技术的应用，优化地面设备匹配，提高地面设备运行效率
根据目前抽油机油井现场电动机配置情况调查分析，按照油井的运行参数现场需求优化设备。推广节能永磁电机节电技术。当油井抽油泵排量系数小于0.4时，抽油机井应降低冲次运行，可采用变极多速电动机、超高滑差电动机。油井抽油机冲次大于0.5次/分钟、小于2次/分钟时，可优先选用变极多速电动机。
机采系统实施整体节能技术改造后，机采系统效率提高了3.7个百分点，提液用电单耗由原来的8.9 kwh/吨液降到7.15 kwh/吨液，预计年节电量达到28万kWh，年创经济效益15万元。
4 结束语
（1）改善油井供排关系，是提高机采系统效率的首要因素，通过系统科学的研究油井产能与抽汲参数的关系，可以做到合理开发，挖掘油井生产潜力。（2）应用节能新设备、新工艺可以一定程度的减少设备损耗，应用节能减速装置、低速电机、节能抽油机均使机采系统效率提高，适用于大幅度下调冲次，现场推广效果良好。
高效节能电机篇10
【关键词】采油管理；抽油机；变频控制柜；应用分析
随着科技的不断发展，变频技术也快速发展，目前，该技术和传感器技术结合起来应用，能够实现模糊控制，明显降低了运行过程的能耗，减少了空耗的产生，体现了节能环保的时念。另外，变频技术的应用使得油田的开发更简单，它与油田开发过程中地下参数不断变化这一特征相适应，并且能够实现抽油机的软启动方式，从而在油田开发管理中不断被推广应用。变频技术的应用，是伴随着计算机等各种技术的应用而发挥作用的，它们大大优化了油田的开发过程，从整体上提高了采油的综合效益。变频技术在石油开采中的应用和推广，一般更适应于在一些地下参数变化起伏比较大的热采区域中进行采油工作。随着其应用的不断推广，目前，变频技术在石油开采和管理中已经有越来越广泛的应用和发展空间。它将推动着油田开发往新的方向发展。
一、采油管理中抽油机变频控制柜节能的原理
在抽油机工作过程中，一般有两种工作状态，第一种是电动机中的驱动装置能够在抽油机运动时，从其中的电网中获取一部分电能；第二种运行状态是指能够在运行过程中释放热量，这是由于抽油机中的机械装置能够使电动机运转发电。这两种不同的工作状态实际上表明了抽油机能够实现能量的转换，将势能转化为电能，并将这些电能传到电网中。但是这个传递的过程是间接的，容易造成电能的浪费，而变频技术的应用，则使得这种能量能直接传递，从而减少了能量的消耗。
变频柜工作的原理：目前可以采用吸收电容、制动电阻以及回馈制动等各种方法来实现抽油机变频柜中对再生电能的处理。回馈制动是一种比较高级的方法，它通过了节能的改造，将永磁电机和变频柜结合起来使用，能够大大提高节能的效率，节省的电能能够达到百分之三十至百分之六十。
变频柜增产的原理：对动态的节能装置进行设置，将其频率设为最高和最低、正常三种状态，将载荷设为最小，这样子就能够通过对载荷的实时采集来实现对示功***的分析和处理。变频柜的应用，是将频率在最高和最低的一整段中分段进行工作，从而实现了上部快，而下部慢的运行状态，降低了空耗产生的概率，使得泵的效率大大提高，从而提高了原油开采的产量。
电动机节省能耗的原理：电动机在运行过程中，其效率的高低跟电动机的负荷率有关，对于一些功率不同的电动机，它的效率的下降程度不一样，功率和效率都会受负荷载影响，并存在着一个临界的负荷率，当大于等于该值时，负荷载主要是影响功率，使其降低，因此为了节能，必须提高负荷率，一般是将其控制在百分之七十以上。
二、常用抽油机的电动机工作特点
游梁式抽油机在所有采油的机械中所占的比例最大，占了百分之七十五以上。这种机械在工作过程中会受到周期变化的负荷的冲击性影响，因此在选择电动机的时候，应该选择具有较高的承载能力和较高容量的。另外，该机械的电动机在每一个冲饮中的发电状态有两种，发电跟平衡效果有很大关系，平衡效果越好，则发电越少。抽油机的抽油杆在上下死点中会发出冲击，这大大降低了电动机在运行中的效率。所以，在进行游梁式抽油机的节能改造时，应该改变电动机这种不良的机械特征，还需要提高电动机的负荷率。但一般来说，前者的节能效果是较好的。
三、油田开采中的电动机节能的途径以及相关电动机节能的情况
油田开采中电动机的节能途径主要有：第一，将电动机的机械特性人为进行改造，例如，可以将电源的频率改动，使其硬特性去除，而与负荷的柔特性良好配合；第二，是在设计的时候就对其特性进行考虑，并从源头上改善其特性，以提高其运行的效率；第三，应该不断提高负荷率的值，来实现节能的效果。
目前，变频调速节能技术的发展已经较为成熟，它是将抽油机中的电动机进行改造，在其电源中加上一个变频器，来使电动机的容量降低，提高运行的负荷率。由于变频器的调速作用，改变了上下冲程的速度之比，并且其输入的功率的值和1很接近，从而使得抽油机整个系统中各个部分能够很好地配合，实现了节能的目的。但是这种经过变频器改造的电动机也有一定的缺陷，它的成本较高，并且进行现场管理时难度比较大，同时，变频器的使用，也附加进了百分之六左右的功率消耗。同时，电网还受变频器的谐波影响，这种谐波会增加电动机的损耗。稀土永磁同步电动机的效率比一般的电动机要高，功率值也达到了0.9，但是由于它在运行中所具有的机械硬特性比一般的电动机更高，因此，一般情况下，不能改良其系统的配合，节能效果不佳。同时，这种电动机的成本更高，比一般的电动机要高出一倍左右的价钱，并且启动的电流很大，不利于节能。
四、采油管理中抽油机变频控制柜的应用及其优点
在采油管理中将双变频技术应用到智能的变频控制柜中，能够实现抽油机中能量转化和传递的优化。这种变频控制柜和一般的变频控制柜有较大的差别，它能够将重新返回到变频器直流环节中的具有再生特性的电能转化和电网的电源具有相同相位的同步交流正弦波，并利用滤波，将这种再生电能传递给电网，供其利用。另外，对电磁调速电机进行一系列的节能改造，通过对其调速器的速度进行调整和设定，将其调到最大档的范围，并将变频器的频率降低，使其生产冲饮正常化，提高运行效率和节能效果。
采油管理中抽油机变频控制柜具有以下优点：
第一，对过流、过压、过载、缺相、短路、三相不平衡具有保护功能。第二，软启动、软停止，降低工频启动造成的电机和电缆的绝缘老化，延长了设备的维修周期及使用寿命。第三，安全可靠，可降低抽油机全系统的运行速度，以减轻传动、运动部分的疲劳和磨损。第四，能量回馈电网，增加运行经济效益。第五，具有备用工频旁路系统，根据需要可转工频旁路运行，以保障正常生产。
采用本系列抽油机能量回馈智能变频控制柜取得了良好节能效果。通过对三厂采油一矿4-11-N20井等八口油井的调速电机改造后，经过前后对比测试节电率为31.5%。要进一步提高游梁式抽油机的节能效果，一方面应从改善现有电动机的机械特性人手，使其机械特性与抽油机的负载特性互相配合。另一方面是研制四象限变频器，可以把电动机发电状态所发的电回馈电网。目前在游梁式抽油机电动机节能方面需要解决的问题还很多，电动机节能情况不太理想，还需各方面做出更多的努力。
参考文献：