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新風光1140V潛油電泵專用變頻器應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數:145
核心提示:

  一、引言

  用現代高新技術改造原有的油田采油設備是大勢所趨。用現代自控技術和變頻調速技術來為油田潛油電泵(以下簡稱潛泵)提供理想電源是這種技術改造過程中的一個重要組成部分。潛泵按放在地平面以下1000~3000米處,工作環境非常惡劣(高溫、強腐蝕等),而傳統的供電方式——全壓、工頻更使它故障頻繁,運行成本大增。潛泵損壞提到地面上來維修,光工程費就有5萬元,價值10萬元的電纜平均提上放下5次就得更換,潛泵平均10個月就得維修一次,維修費用約8萬元,造成采油廠生產成本偏高。傳統供電方式對潛泵的正常運行存在以下危害和不足:

  * 潛泵全速運轉,當井下液量不富余時,容易抽空,甚至造成死井,一旦死井,則損失慘重。
  * 全壓、工頻工作啟動電流大,沖擊扭矩大,對電機壽命有很大影響。
  * 油田供電電壓常有波動,使電機欠激勵或過激勵,電機被燒時有發生。
  * 幾千米的井下電纜帶來了150V左右的線路損耗,由于這部分損耗無法補償,從而影響了電機的正常工作。

  由上可看出,潛泵的傳統供電方式必須改造,理想的供電設備應具備哪些特性呢?

  1、軟啟動。
  2、調速方便,即變頻運行。啟動時間和運行速度能根據工況任意設置。
  3、不受供電電壓波動的影響,并能補償電纜的線路損耗。
  4.電纜上傳輸的必須是正弦波,否則經電纜反射,電壓脈沖疊加,容易燒毀電機。
  5、各種保護功能齊全。
  6、控制方便、操作簡單、顯示清楚。

  顯而易見,滿足這些要求非變頻器莫屬,但市場上容易買到的為風機、水泵服務的那些變頻器不適合,因為電壓等級不符、輸出波形不是正弦、電纜的損耗電壓無法補償。我公司受油田委托成功地研制出了1140v、30kw~100kw潛泵專用變頻器系列產品。現以55kw的產品為例說明其特點。

  二、潛油電泵專用變頻器的研制成功及其特點

  潛泵雖有不同的電壓等級,但在線運行的多為1140V、見過用380V級變頻器配合特制升壓變壓器的報導,本文認為這種高——-低——-高方案有先天不足,讓升壓變壓器工作在低頻下是很困難的,現在的IGBT器件的耐壓應付1140V綽綽有余,本文采用1140V變頻器直接給潛泵電纜供電的方案。

  該變頻器的技術指標為:

  三相輸入:1140V、50Hz
  三相輸出:額定電壓為1140V
  頻率范圍:2HZ~50HZ連續可調 能提供合適的電纜補償電壓
  輸出波形:正弦
  控制功能、保護功能同于普通變頻器

  本文僅對該變頻系統的技術特點簡述如下,與380V級通用變頻器相同部分不再贅述。

  1、主電路與功率器件的選擇

  在PWM電壓型380V級變頻器中,一般采用兩電平電路。若用兩電平電路實現1140V的輸出勢必要用昂貴的高壓管或采用低壓管串聯結構,由于器件串聯動態均壓問題不易解決,應盡量避免。本設計的整機方塊圖見圖一。

  其中主電路部分采用三電平電路或稱中點箝位(NeturalPointClamped—Npc)方式,它不但能輸出較高電壓,而且能降低輸出諧波和電壓變化率(dv/dt),良好的波形正是本設計的目的之一。圖中的功率開關器件選用西門子的雙單元IGBT模塊(1700V、200A),整流后由兩組大電容器相串聯組成工博士工業品商城聲明:凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息,均為轉載自其他媒體,并不代表本網站贊同其觀點,也不代表本網站對其真實性負責。您若對該文章內容有任何疑問或質疑,請立即與商城(m.jiongmu.cn)聯系,本網站將迅速給您回應并做處理。
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