摘要：抽油机负载的特殊性导致油田电网功率因数普遍偏低，一般采用固定无功补偿或者无功动态补偿方法提高功率因数。但抽油机装配无功补偿装置后，若补偿装置接入位置不当，电机保护器将会因缺相保护而误动作，造成抽油机频繁停止运行。本文结合电机保护器工作原理，给出了补偿接入位置不当而导致误动作原因，并给出了正确的补偿接入位置。实践证明，该方法有效解决了该类缺相误动作的问题。
关键词：负载特性；无功补偿；缺相；电机保护器
0  引  言
    目前，游梁式抽油机仍作为各油田机械采油的主要手段，每天需要消耗大量的能源，其电费支出约占油田总电费的40%；由于抽油机负载是以冲程为周期连续变化的周期性负载，在这种负载情况下，配电系统的平均功率因数一般在0.3～0.4之间，网损相当严重，因此油田配电网的节能降耗意义重大。目前，各大油田一般均通过无功固定补偿或者无功动态补偿的方式提高系统运行的功率因数。但是在实际运行中发现抽油机加装某些无功补偿装置后，电机保护器经常误发缺相动作信号而导致停井。本文通过分析无功补偿前后抽油机运行参数的变化以及保护器缺相保护工作原理，提出保护器误动作的解决方法并取得7较好的效果。
1抽油机负载特性以及保护器工作原理
1.1  抽油机负载特性
    由图1可以看出，抽油机上下冲程的电流相差非常大。当电机处于上冲程阶段，电机需要将抽油杆及杆中的液体从最低点零速度增加到一定的速度，电机重载，负荷率大，因此这时电流会出现一个峰值，抽油机有功功率也达到最大值；当电机处于下冲程阶段，由于平衡块的作用，电机有功出力较小，相应的电流也比较小。抽油机在下冲程接近死点的一段时间内，由于重力作用导致抽油机负载拖动电机转子沿着旋转磁场的方向旋转且转速超过同步转速，此时电机转差率变为负值，即：s<0，电机工作于发电机状态，向电网输出有功功率[2]．、
    由电机运行曲线可知在上下冲程内无功功率变化比较平缓。抽油机容量一旦确定，若定子绕组额定相电压和频率保持不变，有：
    由此可知，电机不论是轻载还是重载，电机旋转磁场中的主磁通基本不变，即励磁电流（空载电流}保持不变，因此从电网注入的用于建立主磁场的无功功率基本不变。然而电机中除了主磁通还有漏磁磁通，漏磁磁通相对于主磁通虽然小但不可忽视。漏磁磁通随着电流的改变而改变，这部分磁场的建立需要从电网中吸取无功，并且在抽油机上下冲程有所波动。
    由以上分析可知，抽油机电机在工作的时候有两种不同的工作状态：一种是电机带动机械负荷运行，此时电机的转差率关系为：0≮<1，电机工作在电动状态，从电网吸收有功功率和无功功率；另一种是机械负荷带动电机运行，此时电机的转差率关系为：s<0，电机工作在发电状态，从电网吸收无功功率的同时给电网送出有功功率[3]。无功功率在抽油机上下冲程有比较小的波动。
    另外，抽油机要求电机带载启动，且每次启动时由油机都要从上下冲程的死点启动。为使电机顺利启动且具有较好酌启动性能，同时考虑到各种意外情况选择电机时又人为地加大裕量，导致抽油机的额定功率远大于负载功率[4]，即通常所说的“大马拉小车”。综合以上多种原因，造成了油田电网功率因数偏低。