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（产品外观）

　　 节电原理

　　１）间抽原理
　　 由于抽油机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的，并且还留有设计余量。另外。随着油井由浅如深的抽取，井中液面逐渐下降，泵的充满度越来越不足，直到最后发生空抽的现象，如果不加以控制，就会白白地浪费大量的电能。对于这种油井，最简单的方法是实行间抽，即当油井出液不足或发生空抽时，就关闭抽油机，等待减下液量的蓄积，当液面超过一定深度时，在开启抽油机，这样就提高了抽油机的工作效率，避免了大量的电能浪费。 间抽控制的原始做法是派人定时到油井去开停抽油机，即使在发达国家，目前还有不少油井采用这种人工控制方式，以便解决抽油机的低效率和浪费问题。这种做法每天要派人去井场操作好几次，经过长期实验才能摸索出适合各油井的间抽规律，费工费时。于是就引入了定时钟，只须设定开、停机时间，便能自动地进行间抽控制，但是，这仍然无法解决抽油机的工作效率动态地响应油井负荷的变化，以达到最佳的节能效果，同时还可能会影响油井的产量。
为了解决上述的问题，人们做了许多的尝试，希望通过安装相关传感器，通过闭环控制，精确检测油井负荷动态变化，实现智能间抽控制，下面简单街上这两种传感器在应用中的状况：　
Ａ液面探测器
　　 如果能直接测出井中的液面，那么就可以用来控制抽油机的运行。当液面高度超过泵时，就启动抽油机；当液降到泵的吸入口处时，就关闭抽油机，避免空抽的发生。早期的方法是使用永入的井下压力传感器来检测液面，现代则是利用声波装置从地面上自动检测下液面深度，但是，由于装置复杂，维修费用高而没有得到普及。
　
Ｂ流量传感器
　 在井口通过流量传感检测油井的出液量，是实现抽油机控制最直接。也是最有效的方法。但是，由于国内油井产量太低，有些油井的产量每天只有几m3,合10cm3/s．这么小的流量检测，遂愿各种类型的传感器来讲都是一个难题，再加上井中采出的油液中含有大量的泥沙和蜡块，经常会发声堵塞现象因而也未能得到推广应用．

Ｃ艾能抽油机专用电器智能检测装置
　　 艾能抽油机专用节电器采用新型电压，电流检测单元由微电脑智能控制，对抽油机电气参数进行实时动态检控，根据负荷大小适时调整电机输出功率与之匹配．在空抽时，立即停机，最大限度的保证了节能效果采油产量．

Ｄ艾能抽油机专用节电器的工作特性
　　 当发生空抽时，下冲程开始时，游动阀并没有打开，光杆载荷为杆柱重量与游动阀上部液柱的重量之和可平衡掉大部分的配重的重量，电动机只要用很小的能量可将杆柱送入井底，电机电流较小；当油井中泵的充满度较高时，下冲程开始不久，游动阀即打开，泵中液面托住了游动阀上部的液柱重量，并且使油杆柱也侵没在液体内，因而光杆载荷只是杆柱在液体中的浮重，这也就意味着电机将用较大的能量来举起曲柄或游梁尾部平衡块的重量才能将杆送入井底，因而电流就较大．
在下冲程时设置一个设定值，当发生空抽时，实际电流将降至此值以下，控制器就关闭抽油机．也可通过电机的平均电流进行检测，从实际平均电流下降中也可以和容易地鉴别出空抽的发生．但是，电流的检测受到抽油机配重的影响而使实际的电机电流变的很难控制，绝不像某些肤浅的文章中所描述的那样，最近似方波的电流波形．实际的抽油机电动机的扭矩（电流）曲线如图３所示．这种不规则的扭矩（电流）曲线，只有通过抽油机的机械结构和平衡曲线的改变，而不是通过电控装置可以实现的，因此，这是一个电机一体化的系统工程问题．

总之，间抽控制器的优点和经济效益显而易见的．
Ａ　由于缩短了抽油机的时间，大大减少了能量消耗．但是，在用人工控制和定时自动控制间抽时，由于惟恐减产，几乎都会发生实际抽油时间比必要的抽油时间长的情形，因而不能完全避免空抽．通过检测源实现闭环控制的智能间抽控制器（ＩＰＯＣ），在检测空抽时立即关闭抽油机，避免了空抽的发生，平均可多节约能量２０％－３０％．
Ｂ、相对于人工间抽和定时间抽来讲，智能间抽控制由于达到了较低的平均液面，增加了产量．因为，较低的液面而意味着较低的井底流压，结果较多的液体流入井底，通常可增产１％－４％．
Ｃ、由于消除了液压现象，可使井下和地面设备的维修费用减少２５％－３０％．另外，通过ＩＰＯＣ装置可提前探测到油井故障，从而进一步减少了所需的修井作业量．
Ｄ、使用微电脑技术的调油装置大大增加了抽油系统的信息检测数据，为抽油机的遥控遥测及集中控制创造了优越的条件．

２）软起动及调压原理
　　 由于抽油机的功率档次有限，而每一口油井的参数都不一样，在选配抽油机时，不可能做到量体裁衣，刚好和抽油机的功率档次相匹配，一般留下有一定的功率余量；各类型抽油机在选配电动机时，为了保证抽油机在各种工况下都能正常运行，也留有一定的功率余量；随着油井由浅入深的抽取，油井的产液良越来越少，抽油机的负荷也相应减少．由于上述原因，就造成了抽油机的实际负载率普通偏低，大部分抽油机的负载率在20％到30％之间，最高也不会超过50％，形成大马拉小车的现象，而当电动机处于轻载运行时，其效率和功率因素都较低；再者油田有好多抽油机都是由单台变压器供电，而且都是无功补偿装置，所有电机端电压都高达400多伏，此时若适当调节电动机定子的受电电压，使之与电动机的负载率合理匹配，这样就降低了电动机的励磁电流，从而降低电动机的损耗和从电网吸收的无功功率，可以提高电动机的运行效率因数，达到节能的目的．

采用晶闸管软启动与调压节电的控制框图如图４所示．由单片机控制串联在电动机定子主电路中的晶闸管及触发角即可以改变加在定子绕组上的受电电压值，从而起到调压节电的目的．其优点是可以动态跟踪电动机的功率因数或输入、输出功率，达到最佳节能效果；在负载突然增加时也可得到及时的响应，以免电动机调整堵转且可兼作电动机的软器，同时由于采用单片机控，具有完善的保护功能。关于电动机降压节电的有关计算和校验，国标GB12497《三相异步电动机经济运行》中有明确的要求。在采调压节电时，既要达到节电的目的， 又要保证电动机轴上的出力，并有一定的过载系数，否则，当负载波动时电动机将发生堵转而烧毁。电动机轻载时节电，首先是功率因数上升，节约了无功功率。
通过降压对电动机实现软起动的目和，一是减少起动时过大的冲击电流，二是减小电压起动时过大的机械冲击。由于软起动器的电压是呈斜坡上升的，虽然在达到起动转矩前电动机并不旋转，但随着电动机轴上扭矩的不断增大，被拖动的负载是慢慢被加力的，所以，用软起动器起动需重载起动的负载时，可以达到减小机械冲击的目的。对于抽油机来讲，使用软起动器，不一定能达达到减小冲击的目的，但是可以达到减小起动时机械冲击的目的，还是有一定作用的。

3、产品性能
1）软起动
软起动的特点是提供给电动机的电压是平滑增加的，从起动点（Vp可调）开始，经过一段用户可选择的时间（Tr）。到电机起动完毕，无任何冲击现象。通过调节斜坡上升时间，用户可以控制起动电流及加速的时间。值得一提的是，任何电动机系统都有一个固有的或最佳的斜坡上升时间，电机的加速度及负载与电压上升率相吻合。斜坡上升时间的调节范围是0.5-60秒(或2-240秒).
2)软关停
软关停的作的中逐步减小电动机的转动力矩,使电机朝着停机的趋势变化.软关停主要用在可能出现因冲击压力而易损坏的设备上,下降时间固定为上升时间的2倍。在斜坡下降开始后，上升到顶继电器将旁路继电器（如果安装了）脱开，电机电压下降一个（固定的）台阶，然后开始斜坡下降，下降到下限电压时线路继电器就会脱开在线路接触器，断开电机。
3）限流起动功能
在电源容量有限或最大电流（是满载电流FLC的数倍）受限时，那么应用中就需要一个很长的加速过程，如风机、飞轮等。对这样的负载限流限流起动会很有用。在给定的时间Tc1内，电流保持为一个可调整的值Ｉc1，这使得大惯性负载在尽可能最小的电流下能够起动并加速．这对电源容量受限的电机起动很有帮助．许多恒力矩负载用这种方式起动很有益处．软起动限流时间Tc1，预设为30秒，此后可以选择或者让电流继续斜坡上升或者故障停机。这些功能用户可自己选择。
4）保护
无论是起动前还是运转中，节电器的输入端或输出羰发生任何缺相时，系统将自动关停。可控硅短路也会导致关停。
5）相序
本系统对相序没有特殊要求
6）上升到顶信号
在斜坡向上的过程期束时，斜坡到顶继电器上电，可用于控制一个旁路接触器、功率因数校正接触器或其它设备。斜坡上升顶信号一直保持，直到执行关停或软关停为止。
7）节电器选型需知
通常情况下，电机起动负载时的力矩不会大于电机满载时的力矩，因此节电器的使用一般没有限制。选择适用于节电器的电机时，很重要的一点是要选择已设计成不受谐波干扰的电机。大多电机在非正弦电源上部可以工作，但对于极数较少的电机（特别是两极电机）运行可能不稳定．
８）节电功能
当抽油电机在接近满载工作时，电动机的效率是比较高的，效率可达85%－95％，当负载低于到小于额定输出的50%，电机的效率会急剧下降．事实上极少抽油机真正长时间满载运行，这通常是因为使用了容量过大的电机或者是负载频繁变化，在这样的条件下，节电器在所具有的节电特性将会产生节电效果感应，电机在低效率状态下运行时，通过即时检测负载变化，并据此调整电机端电压，这样是可节省部分励磁损耗和负载损耗的，而且还可提高功率因数．
微处理器不断检测负载的变化情况，并找出不同负载情况下晶闸管的最佳导通相位角。