1 概述

　　自從100多年前，以燃燒石油制品為動(dòng)力的機(jī)器誕生以來，對(duì)石油的需求量飛速增長(zhǎng)，也為石油工業(yè)的發(fā)展提供了契機(jī)。隨著采油業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了被廣泛使用的油井舉升設(shè)備——抽油機(jī)。

　　抽油機(jī)的種類繁多，技術(shù)發(fā)明有數(shù)百種。從采油方式上可分為兩類，即有桿類采油設(shè)備和無桿類采油設(shè)備。有桿類采油設(shè)備又可分為抽油桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)類(國(guó)內(nèi)外大量使用的游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī))和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類(如電動(dòng)潛油螺桿泵);無桿類采油設(shè)備也可分為電動(dòng)潛油離心泵，液壓驅(qū)動(dòng)類(如水力活塞泵)和氣舉采油設(shè)備。

　　目前，應(yīng)用最為廣泛的是游梁式豎井抽油機(jī)采油系統(tǒng)，如圖1所示。由圖1可見，該系統(tǒng)由3部分組成，即地面部分——游梁式抽油機(jī)，它由電動(dòng)機(jī)、減速箱和四連桿機(jī)構(gòu)(包括曲柄、連桿和游梁)等組成，詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖2;井下部分——抽油泵(包括吸入閥、泵筒、柱塞和排出閥等)，它懸掛在套管中油管的下端，可分為桿式泵和管式泵;聯(lián)接地面抽油機(jī)和井下抽油泵的中間部分——抽油桿柱，它由一種或幾種直徑的抽油桿和接箍組成。

　　我國(guó)的油田不像中東的油田那樣有很強(qiáng)的自噴能力，多為低滲透的低能、低產(chǎn)油田，大部分油田要靠注水壓油入井，再用抽油機(jī)把油從地層中提升上來。以水換油或者以電換油是我國(guó)油田的現(xiàn)實(shí)，因而，電費(fèi)在我國(guó)的石油開采成本中占了相當(dāng)大的比例，所以，石油行業(yè)十分重視節(jié)約電能。

　　目前，我國(guó)抽油機(jī)的保有量在10萬臺(tái)以上，電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW，每年耗電量逾百億kW·h。抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低，在我國(guó)平均效率為25.96%，而國(guó)外平均水平為30.05%，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億kW·h。除了抽油機(jī)之外，油田還有大量的注水泵、輸油泵和潛油泵等設(shè)備，總耗電量超過油田總用電量的80%，可見，石油行業(yè)也是推廣“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能”的重點(diǎn)行業(yè)。

　　抽油機(jī)節(jié)能包括節(jié)能型抽油機(jī)和抽油機(jī)節(jié)能電控裝置的研制與推廣兩個(gè)方面，對(duì)此兩大技術(shù)的研究方興未艾。介紹和宣傳的文章很多，眾說紛紜，莫衷一是。廠家的產(chǎn)品性能介紹亦有“王婆賣瓜”之嫌。因此，有必要將目前常見的幾種類型的抽油機(jī)節(jié)能電控裝置作一個(gè)科學(xué)的分析比較，以供用戶選用時(shí)參考。在全國(guó)各油田進(jìn)行試驗(yàn)或已投運(yùn)的節(jié)能電控裝置不下數(shù)十種之多，大體上可以分為5種類型，下面分別加以討論。

　　2 間抽控制器(POC)

　　由于抽油機(jī)是按照油井最大化的抽取量來進(jìn)行選擇的，并且還留有設(shè)計(jì)余量。另外，隨著油井由淺入深的抽取，井中液面逐漸下降，泵的充滿度越來越不足，直到最后發(fā)生空抽的現(xiàn)象，如果不加以控制，就會(huì)白白地浪費(fèi)大量的電能。對(duì)于這種油井，最簡(jiǎn)單的方法是實(shí)行間抽，即當(dāng)油井出液量不足或發(fā)生空抽時(shí)，就關(guān)閉抽油機(jī)，等待井下液量的蓄積，當(dāng)液面超過一定深度時(shí)，再開啟抽油機(jī)，這樣就提高了抽油機(jī)的工作效率，避免了大量的電能浪費(fèi)。

　　間抽控制的原始做法是派人定時(shí)到油井去開停抽油機(jī)，即使在發(fā)達(dá)國(guó)家，目前也還有不少油井采用這種人工控制方式，以便解決抽油機(jī)的低效和浪費(fèi)問題。這種做法每天要派人去井場(chǎng)操作好幾次，經(jīng)過長(zhǎng)期試驗(yàn)才能摸索出適合各油井的間抽規(guī)律，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。于是就引入了定時(shí)鐘，只須設(shè)定開、停機(jī)時(shí)間，便能自動(dòng)地進(jìn)行間抽控制，但是，這仍然無法解決令抽油機(jī)的工作能力動(dòng)態(tài)地響應(yīng)油井負(fù)荷的變化，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果，同時(shí)，還有可能會(huì)影響油井的產(chǎn)量。

　　為了解決上述問題，通過安裝相關(guān)的傳感器，精確感知油井負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)智能間抽控制(IPOC)。為此，可采用各種不同的傳感器達(dá)到控制目的，下面分別予以介紹。

　　2.1 液面探測(cè)器

　　如果能直接測(cè)出井中的液面，那么就可以用它來控制抽油機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)液面高度超過泵時(shí)，就啟動(dòng)抽油機(jī);當(dāng)液面降到泵的吸入口處時(shí)，就關(guān)閉抽油機(jī)，避免空抽的發(fā)生。早期的方法是使用永久式的井下壓力傳感器來檢測(cè)液面，現(xiàn)代則是利用聲波裝置從地面上自動(dòng)監(jiān)測(cè)井下液面深度，但是，由于裝置復(fù)雜，維修費(fèi)用高而沒有得到普及。

　　2.2 流量傳感器

　　在井口通過流量傳感器檢測(cè)油井的出液量，是實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)控制最直接，也是最有效的方法。但是，由于國(guó)內(nèi)的油井產(chǎn)量太低，有些油井的產(chǎn)量每天只有幾m3，甚至不足1m3，合10cm3/s。這么小的流量檢測(cè)，對(duì)于各種類型的流量傳感器來講都是一個(gè)難題，再加上井中采出的油液中含有大量的泥沙和蠟塊，經(jīng)常會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因而也未能獲得推廣應(yīng)用。

　　2.3 電機(jī)電流傳感器

　　應(yīng)當(dāng)說，電機(jī)電流的檢測(cè)是最方便、最可靠，也是最為廉價(jià)的方法。當(dāng)發(fā)生空抽時(shí)，下沖程開始時(shí)游動(dòng)閥并沒有打開，光桿載荷為桿柱重量及游動(dòng)閥上部液柱的重量之和，可平衡掉大部分的配重的重量，電動(dòng)機(jī)只要用很小的能量就可將桿柱送入井底，電機(jī)電流較小;當(dāng)油井中泵的充滿度較高時(shí)，下沖程開始不久，游動(dòng)閥即打開，泵中液面托住了游動(dòng)閥上部的液柱重量，并且使抽油桿柱也浸沒在液體中，因而光桿載荷只是桿柱在液體中的浮重，這也就意味著電機(jī)將用較大的能量來舉起曲柄或游梁尾部的平衡塊的重量才能將桿柱送入井底，因而電流就較大。

　　在下沖程時(shí)設(shè)置一個(gè)設(shè)定值，當(dāng)發(fā)生空抽時(shí)，實(shí)際電流將降至此值以下，控制器就關(guān)閉抽油機(jī)。也可通過電機(jī)的平均電流進(jìn)行檢測(cè)，從實(shí)際平均電流的下降中也可很容易地鑒別出空抽的發(fā)生。但是，電流的檢測(cè)受到抽油機(jī)配重的影響而使實(shí)際的電機(jī)電流變得很難控制，絕不像某些膚淺的文章中所描述的那樣，是近似方波的電流波形。實(shí)際的抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的扭矩(電流)曲線如圖3所示。這種不規(guī)則的扭矩(電流)曲線，只有通過抽油機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和平衡曲線的改變方能改變，而不是通過電控裝置可以實(shí)現(xiàn)的，因此，這是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)工程問題。

　　圖3 采用普通異步電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)抽油機(jī)上的慣性扭矩當(dāng)量

　　2.4 抽油桿載荷傳感器

　　普遍采用的方法是通過特制的傳感器，對(duì)抽油機(jī)的光桿載荷進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)椋鈼U載荷是井下泵運(yùn)行情況的最好監(jiān)視器，并且它不受平衡配重的影響。泵的充盈系數(shù)(包括空抽)通過對(duì)抽油桿載荷的分析可以很容易地被檢測(cè)出來。另外，更重要的是抽油桿載荷數(shù)據(jù)，加上抽油桿位置的信息，正是分析井下工況的“示功圖”的必備數(shù)據(jù)，利用這些信息可對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的分析。

　　在光桿或游梁上安裝測(cè)力傳感器可以測(cè)出抽油桿的載荷數(shù)據(jù)。光桿測(cè)力傳感器比較準(zhǔn)確，但易于損壞;安裝在游梁上的傳感器準(zhǔn)確度比較低，但比較耐用。國(guó)內(nèi)已有抽油機(jī)專用的測(cè)力傳感器產(chǎn)品。利用載荷傳感器的數(shù)據(jù)繪制的示功圖，檢測(cè)抽空控制設(shè)備的工作原理如圖4所示。

　　抽空控制最可靠的一個(gè)方法是計(jì)算光桿所做的機(jī)械功，因?yàn)?，機(jī)械功與被示功圖所封閉的面積成正比，所以，空抽表明輸入到系統(tǒng)中的能量減少，只須計(jì)算示功圖的面積或一部分面積即可檢測(cè)抽空條件。其方法包括在示功圖上設(shè)定兩條垂直線，計(jì)算這兩條抽油桿位置線之間示功圖的面積或曲線下面的面積，如果用示功圖里面的面積，可檢測(cè)出圖4中的面積1減少了;如果用示功圖下面的面積，則可檢測(cè)出面積2增加了。

　　(a) 抽油桿載荷傳感在設(shè)定點(diǎn)處的桿載荷

　　(b) 變化的載荷量

　　(c) 抽油桿所做的機(jī)械功

　　圖4 監(jiān)測(cè)抽油桿載荷裝置的抽空控制設(shè)備的工作原理

　　同時(shí)，也可像電機(jī)電流信號(hào)一樣，通過計(jì)算光桿載荷平均值的辦法來檢測(cè)抽空的發(fā)生，較高的載荷平均值表示有可能發(fā)生空抽，而較低的載荷平均值則表示油井中液量多。

　　總之，間抽控制器的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。

　　1)由于縮短了抽油時(shí)間，大大減少了能量消耗。但是，在用人工控制和定時(shí)自動(dòng)控制間抽時(shí)，由于惟恐減產(chǎn)，幾乎都會(huì)發(fā)生實(shí)際抽油時(shí)間比必要的抽油時(shí)間長(zhǎng)的情形，因而不能完全避免空抽。通過傳感器信號(hào)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的智能間抽控制器(IPOC)，在檢測(cè)到空抽時(shí)立即關(guān)閉抽油機(jī)，避免了空抽的發(fā)生，平均可多節(jié)約能量20%～30%。

　　2)相對(duì)于人工間抽和定時(shí)間抽來講，智能間抽控制由于達(dá)到了較低的平均液面，增加了產(chǎn)量。因?yàn)?，較低的液面意味著較低的井底流壓，結(jié)果較多的液體流入井底，通?？稍霎a(chǎn)1%～4%。

　　3)由于消除了液擊現(xiàn)象，可使井下和地面設(shè)備的維修費(fèi)用減少25%～30%。另外，通過IPOC裝置可提前探測(cè)到油井故障，從而進(jìn)一步減少了所需的修井作業(yè)量。

　　4)使用微電腦技術(shù)的IPOC裝置大大增加了抽油系統(tǒng)的性能信息檢測(cè)數(shù)據(jù)，為抽油機(jī)的遙控遙測(cè)及集中控制創(chuàng)造了條件。

　　3 軟起動(dòng)及調(diào)壓節(jié)能型

　　由于抽油機(jī)的功率檔次有限，如30kN，60kN，80kN，100kN等，而每一口油井的參數(shù)都不一樣，在選配抽油機(jī)時(shí)，不可能做到量體裁衣，剛好和抽油機(jī)的功率檔次相匹配，一般留有一定的功率裕量;各型抽油機(jī)在配用電動(dòng)機(jī)時(shí)，為了保證抽油機(jī)在各種工況下正常運(yùn)行，也留有一定的功率余量;隨著油井由淺入深的抽取，油井的產(chǎn)液量越來越少，抽油機(jī)的負(fù)荷也相應(yīng)減小。由于上述原因，就造成了抽油機(jī)的實(shí)際負(fù)載率普遍偏低，大部分抽油機(jī)的負(fù)載率在20%～30%之間，最高也不會(huì)超過50%，形成大馬拉小車的現(xiàn)象。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于輕載運(yùn)行時(shí)，其效率和功率因數(shù)都較低，此時(shí)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子的端電壓，使之與電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率合理匹配，這樣就降低了電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，從而降低電動(dòng)機(jī)的鐵耗和從電網(wǎng)吸收的無功功率，可以提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率和功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　3.1 電動(dòng)機(jī)定子繞組△/Y轉(zhuǎn)換降壓節(jié)能

　　由于低壓電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)，定子三相繞組是△接法，這樣每相繞組承受380V的線電壓，電動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生額定的輸出機(jī)械功率。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是與電壓的平方成正比的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)輕載(負(fù)載率<33%)時(shí)，可以將電動(dòng)機(jī)的繞組由△接法改成Y接法，使每相繞組只承受220V的電壓，即為額定電壓的1/

　　，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也就僅為額定轉(zhuǎn)矩的1/3。當(dāng)負(fù)載率>33%時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)繞組改為△接法運(yùn)行，否則，會(huì)因電流過大而燒毀電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行Y/△轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊電流。

　　Y/△接法轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)一般采用交流接觸器實(shí)現(xiàn)，也可以通過晶閘管開關(guān)實(shí)現(xiàn)，兩種方法在節(jié)能效果上并無差異，而轉(zhuǎn)換控制電路如何準(zhǔn)確掌握轉(zhuǎn)換時(shí)的負(fù)載率則會(huì)對(duì)節(jié)能效果產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)負(fù)載率β<33%時(shí)，不能及時(shí)進(jìn)行△→Y切換，則會(huì)影響節(jié)能效果，而當(dāng)負(fù)載率β>33%時(shí)，不能及時(shí)進(jìn)行Y→△切換，則會(huì)使電流過大，銅耗增加，反而費(fèi)電，同樣影響節(jié)能效果。為了不使轉(zhuǎn)換頻繁發(fā)生，一般在轉(zhuǎn)換點(diǎn)的負(fù)載率之間設(shè)置一定的回差，通常采用負(fù)載率β<30%時(shí)進(jìn)行△→Y轉(zhuǎn)換，而當(dāng)β>35%，進(jìn)行Y→△轉(zhuǎn)換。

　　3.2 晶閘管相控與調(diào)壓節(jié)電軟啟動(dòng)

　　晶閘管軟啟動(dòng)與調(diào)壓節(jié)電的控制框圖如圖5所示。由單片機(jī)控制串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)定子主電路中的晶閘管的觸發(fā)角α，即可以改變加在定子繞組上的端電壓值，從而起到調(diào)壓節(jié)電的目的。其優(yōu)點(diǎn)是可以動(dòng)態(tài)跟蹤電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)或輸入電功率，達(dá)到最佳節(jié)能效果;在負(fù)載突然增加時(shí)也可得到及時(shí)的響應(yīng)，以免電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn);且可兼作電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)器，同時(shí)由于采用單片機(jī)控制，具有完善的保護(hù)功能。其缺點(diǎn)是造價(jià)較高，且由于對(duì)晶閘管進(jìn)行相控，會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，對(duì)電網(wǎng)、電機(jī)以及通信系統(tǒng)造成不良的影響，今后這類產(chǎn)品將因達(dá)不到電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)而被限制使用。

　　圖5 軟起動(dòng)控制器框圖

　　表1 按最佳調(diào)壓系數(shù)進(jìn)行調(diào)壓后節(jié)省的電量計(jì)算值

　　關(guān)于電動(dòng)機(jī)降壓節(jié)電的有關(guān)計(jì)算和校驗(yàn)，國(guó)標(biāo)GB12497-1995《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》中有明確的要求。在采取調(diào)壓節(jié)電時(shí)，既要達(dá)到節(jié)電的目的，又要保證電動(dòng)機(jī)軸上的出力，并有一定的過載系數(shù)，否則，當(dāng)負(fù)載波動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)將發(fā)生堵轉(zhuǎn)而燒毀。電動(dòng)機(jī)輕載降壓時(shí)，首先是功率因數(shù)上升，節(jié)約了無功功率。這里必須著重指出：不是所有的降壓行為都能達(dá)到節(jié)能的目的，只有當(dāng)電壓的降低程度大于轉(zhuǎn)差率及功率因數(shù)的上升程度時(shí)，才能使降壓運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)效率得到提高而節(jié)能。

　　經(jīng)過各種檢驗(yàn)計(jì)算，電動(dòng)機(jī)降壓后的最低電壓范圍大致為(0.56～0.27)UN。以上數(shù)據(jù)是以正弦波電壓計(jì)算的，若考慮到晶閘管調(diào)壓所產(chǎn)生的諧波，引起電動(dòng)機(jī)的噪音，振動(dòng)和附加發(fā)熱等因素，其節(jié)能效果還要降低。一臺(tái)Y1600—10/1730型電動(dòng)機(jī)輕載降壓節(jié)能效果的計(jì)算數(shù)據(jù)見表1。Y1600—10/1730型電動(dòng)機(jī)的原始數(shù)據(jù)為：額定功率PN=1600kW，額定電壓UN=6.0kV，額定電流IN=185A，額定轉(zhuǎn)速nN=595r/min，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)(最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩)=2.22，起動(dòng)電流倍數(shù)(堵轉(zhuǎn)電流/額定電流)=5.53，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩)=0.824，額定效率ηN=94.49%，額定功率因數(shù)cosφ=0.879。電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的有功損耗ΣPN=93.3kW，電動(dòng)機(jī)的空載損耗Po=29.6kW，空載電流Io=46.25A，電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的無功功率QN=918kvar，電動(dòng)機(jī)的空載無功功率Qo=480.6kvar。

　　由表1可知，電動(dòng)機(jī)降壓節(jié)能，主要節(jié)省的是無功功率，提高了功率因數(shù)，對(duì)供電網(wǎng)有利。而有功節(jié)電主要節(jié)省的是電動(dòng)機(jī)自身?yè)p耗的一部分，且隨著負(fù)載率的上升而銳減：負(fù)載系數(shù)β=0.1時(shí)，有功節(jié)電率為15%;β=0.2時(shí)為5.3%;β=0.3時(shí)僅為2.1%。按照國(guó)標(biāo)GB124971995的規(guī)定，綜合節(jié)電為ΔP+KqΔQ，其中Kq為無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，其值規(guī)定為：電動(dòng)機(jī)直連發(fā)電機(jī)母線時(shí)取0.02～0.04;經(jīng)二次變壓時(shí)取0.05～0.07;經(jīng)三次變壓時(shí)取0.08～0.1。一般抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)均經(jīng)三次以上變壓，可取為0.1，也即每節(jié)省10kvar的無功功率，可折合為1kW的有功功率計(jì)算。由于降壓節(jié)能時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本上不變，軸上的負(fù)載也不變，則電動(dòng)機(jī)的輸出軸功率是不會(huì)改變的，節(jié)省的只是電動(dòng)機(jī)自身?yè)p耗的一部分，表1中第7欄綜合節(jié)電率應(yīng)為表中第4欄的數(shù)據(jù)除以當(dāng)時(shí)的負(fù)載功率與第5欄的損耗功率之和的結(jié)果，并非為節(jié)省的綜合有功功率與電動(dòng)機(jī)額定功率之比。這是一個(gè)概念誤區(qū)，有些用戶在計(jì)算節(jié)電效益時(shí)，往往用電動(dòng)機(jī)的額定功率乘以節(jié)電率再乘以運(yùn)行時(shí)間來計(jì)算節(jié)省的電能(kW·h)數(shù)，這是錯(cuò)誤的。

　　由表1可知，當(dāng)負(fù)載率為β=0.4時(shí)，其綜合節(jié)電率為2.22%，其節(jié)省的功率并非為PN×2.22%=35.52kW，而應(yīng)當(dāng)為β=0.4時(shí)的負(fù)載功率PN×0.4加上電動(dòng)機(jī)當(dāng)U=UN時(shí)的功率損耗ΣPN=72.83kW，來乘以綜合節(jié)電率2.22%，即(1600×0.4+72.83)×2.22%=15.8kW。有些制造商常在這一問題上誤導(dǎo)或欺騙用戶，應(yīng)引起注意。

　　通過降壓對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)的目的，一是減少起動(dòng)時(shí)過大的沖擊電流，二是減小全壓起動(dòng)時(shí)過大的機(jī)械沖擊。那么在抽油機(jī)上使用降壓軟起動(dòng)裝置，其效果究竟如何呢?由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與施加電壓的平方成正比，施加電壓降低了，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩若達(dá)不到負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)是轉(zhuǎn)不起來的。雖然電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩一般小于額定轉(zhuǎn)矩，但是，當(dāng)電壓降到額定電壓的70%時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的50%，對(duì)于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩超過50%額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，是轉(zhuǎn)不起來的。只有當(dāng)電壓升高到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩足以克服負(fù)載的靜轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。所以，△/Y轉(zhuǎn)換起動(dòng)只適合起動(dòng)轉(zhuǎn)矩<1/3額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，一般的軟起動(dòng)也只適合起動(dòng)轉(zhuǎn)矩<50%額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)于重載起動(dòng)的負(fù)載就降低起動(dòng)電流來說，軟起動(dòng)器也是無能為力的。

　　對(duì)需重載起動(dòng)的負(fù)載，使用軟起動(dòng)并不能達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的，更不能達(dá)到節(jié)省起動(dòng)能量的作用;但是，由于軟起動(dòng)器的電壓是呈鈄坡上升的，雖然在達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩前電動(dòng)機(jī)并不旋轉(zhuǎn)，但隨著電動(dòng)機(jī)軸上扭矩的不斷增大，被拖動(dòng)的負(fù)載是慢慢被加力的，所以，用軟起動(dòng)器起動(dòng)需重載起動(dòng)的負(fù)載時(shí)，可以達(dá)到減小機(jī)械沖擊的目的。對(duì)于抽油機(jī)來講，使用軟起動(dòng)器，不一定能達(dá)到減小沖擊電流的目的，但可以達(dá)到減小起動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊的目的，還是有一定作用的。

　　在某些宣傳降壓節(jié)能產(chǎn)品的文章中，提到在抽油機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，可以通過調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角α改善瞬時(shí)過電壓的問題，事實(shí)上也不盡然。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)由于負(fù)載超速而變成異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，是會(huì)產(chǎn)生瞬間過電壓，使電動(dòng)機(jī)端電壓高于供網(wǎng)電壓，但由于供電網(wǎng)可以看成是一個(gè)無窮大的電源系統(tǒng)，當(dāng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)端電壓只是略高于供網(wǎng)電壓，以便能量反饋。這時(shí)調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角α，只能調(diào)整電流，即異步發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，對(duì)于抑制過電壓并無效果。

　　4 無功就地補(bǔ)償節(jié)能型

　　交流異步電動(dòng)機(jī)的無功就地補(bǔ)償就是將補(bǔ)償電容器組直接與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)所需的無功功率由電容器提供，有功功率則仍由電網(wǎng)提供，因而可以最大限度地減少拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)無功功率的需求，使整個(gè)供電線路的容量及能量損耗、導(dǎo)線截面、有色金屬消耗量，以及開關(guān)設(shè)備和變壓器的容量都相應(yīng)減小，而供電質(zhì)量卻得以提高。

　　無功就地補(bǔ)償只對(duì)長(zhǎng)期空載或輕載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)有用，對(duì)于重載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)槠浔旧砉β室驍?shù)較高，沒有補(bǔ)償?shù)谋匾?。由于抽油機(jī)大部分處于輕載運(yùn)行的狀況，且由于其分散性，低壓輸電線路較長(zhǎng)，本身功率因數(shù)又偏低，無功就地補(bǔ)償?shù)男Ч^好。對(duì)于抽油機(jī)這樣的負(fù)載，負(fù)載頻繁變化，沒有必要采用自動(dòng)投切的電容器組補(bǔ)償，這樣會(huì)增加成本，降低可靠性，是得不償失之舉。只要根據(jù)電機(jī)容量及平均負(fù)載率，選配適當(dāng)容量的電容器進(jìn)行固定補(bǔ)償就行了，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。目前，由于市售的補(bǔ)償電容器質(zhì)量都不好，壽命都不長(zhǎng)，因此，應(yīng)當(dāng)選用質(zhì)量較好的自愈式電容器，并有自放電電路的產(chǎn)品。