持續助力“碳中和” 英威騰變頻器在抽油機上的應用

產值能耗高，抽油機節能潛力大

  中國是世界上產值能耗最高的國家之一，在眾多技術改進中，變頻調速技術的改進，也能為產品節能減耗和質量提升，貢獻力量。

  而油田作為一個特殊行業，有其獨特的背景。以抽油機為例，目前，抽油機是應用最普遍的石油開采機械之一，也是油田耗電大戶，其用電量約占油田總用電量的40%左右。

  油田抽油機負載是獨具特點的時變負載：有動、靜負載特性之分。起動初始狀態要求拖動電機的起動力矩是抽油機實際負載的3-4倍，甚至更大，起動力矩是抽油機選配電機的第一要素。當起動力矩適用則負載功率必然匹配不佳，運行負載功率都遠小于電機的額定功率，即所謂“大馬拉小車”現象。過剩的抽油能力令抽油機的無功抽取時間增加，造成油井開采的電費成本居高不下，能源浪費十分嚴重。

  由此可見，抽油機的節能潛力非常可觀，抽油機變頻改造可大幅度減少油田總用電量。抽油機的變頻節能改造，也成為當前“碳中和”大背景下，油田設備設施優化升級、節能改造的主要舉措之一。

英威騰GD300-29能量回饋變頻器方案

  目前，使用較多的游梁式抽油機，都采用了加平衡配重的工作方式，其整機結構特點像一架天平：一端是抽油載荷，另一端是平衡配重載荷。對于支架來說，如果抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化一致，那么用很小的動力就可以使抽油機連續不間斷地工作。抽油機的一個工作循環中，有兩個電動運行狀態和兩個發電運行狀態。

抽油機變頻控制柜系統框圖

  當抽油機處于發電運行狀態時，傳統方式下，再生能量通過制動電阻以熱能形式消耗掉。英威騰推出GD300-29能量回饋方案，整流器采用PWM控制方式，具有四象限運行功能。既能滿足位勢負載的調速要求，又可將電機的再生能量轉化為電能送回電網，達到最大限度的節能目的。同時，電流諧波控制在5%以內，減小對電網的諧波污染。

英威騰GD300-29變頻器接線圖

兼具多重優點 最大限度節能

  該方案除具有抽油機變頻改造的傳統優點外，作為變頻器+能量回饋單元方案的升級版，GD300-29能量回饋變頻器方案，還有獨有的優點。

  (1)大大提高了功率因數(可由原來的0.25～0.5提高到0.9以上)，大大減小了供電電流，從而減輕了電網及變壓器的負擔，降低了線損。

  (2)可根據油井的實際供液能力，動態調整抽取速度，一方面達到節能目的，同時還可以增加原油產量。

  (3)實現了“軟啟動”，對電動機、變速箱、抽油機都避免了過大的機械沖擊，延長設備的使用壽命，提高生產效率。

  (4)GD300-29變頻器整流部分采用IGBT，PWM整流模式，是真正意義的四象限變頻器，再生能量轉化為電能送回電網，回饋效率高，平均節電率30%以上。

  (5)整流、逆變一體化設計，集成度更高，大大節約成柜空間。

  (6)電流諧波控制在5%以內，減小對電網的諧波污染。還可選配濾波電容板，更能適用于弱電網環境。

平均節電率30%以上 有效助力碳中和

  近年來，包括大慶油田、華北油田、長慶油田、玉門油田、延長油田等均選擇英威騰GD300-29能量回饋變頻器。目前，在油田抽油機改造項目中GD300-29已累計使用1000臺以上，功率段覆蓋7.5kw-75kw機型，平均節電率30%以上。

  在石油行業，英威騰除了在通用型應用，如抽油機、潛油電泵、注水泵、輸油泵等傳統應用中持續發力外，在油田鉆井鉆機等高端應用，如泥漿泵、絞車、轉盤、頂驅等負載類型上，英威騰GD800多傳動方案、GD3000中壓三電平方案，在市場上均有典型應用業績。未來，英威騰將在石油行業持續深耕，為祖國石油事業貢獻自己的力量。