ZYB高溫渣油泵的變頻調速驅動(dòng)解決方案,高溫渣油泵是較好的產(chǎn)品
1 ZYB高溫渣油泵采用變頻技術(shù)調速驅動(dòng)是其傳動(dòng)方案
ZYB高溫渣油泵是油井井下工作的多級離心泵，是一種較新的機械采油設備之一。油泵是長(cháng)期連續工作于2~3km井下高溫、強腐蝕的惡劣環(huán)境中，由于深入油層，故工作效率較高，近年來(lái)油田應用愈加廣泛。其功率均不太大，一般在55~75kW之間，由于油井較深，為降低線(xiàn)路壓降，故其拖動(dòng)電機沒(méi)有采用工頻而一般設計為1000伏級。該電壓屬中壓范疇，不高也不低。若降低電壓，則線(xiàn)路壓降太大，電機低效無(wú)法正常工作。若提高電壓，線(xiàn)路壓降雖小，但供電線(xiàn)路電纜及電機的絕緣問(wèn)題突出，故障率高，維護困難，可靠性下降。因此，目前國內大部分油田采用的多是1140伏ZYB高溫渣油泵。
據調查結果，常見(jiàn)的主要問(wèn)題是：
A、上電啟動(dòng)時(shí)沖擊電流大，分布電感使系統內反壓過(guò)高，經(jīng)常造成系統多部分絕緣損傷。
B、由于油井地質(zhì)狀況變化較大，而電泵設計余量又往往偏大，尤其是井下液量不足時(shí)，泵產(chǎn)生的油壓過(guò)高，故縮短泵的使用壽命，其維修及更換幾率增加。
為解決上述問(wèn)題，必須對油泵電機進(jìn)行調速控制。采用交流變頻調速是目前最理想的措施。
其因如下：
A、變頻器具備軟啟動(dòng)功能，在啟動(dòng)過(guò)程中，電機轉速隨著(zhù)頻率變化而接近同步狀態(tài)升速，故反電勢及沖擊電流很小，絕緣易受破壞的問(wèn)題出現幾率較低。
B、無(wú)論重載或輕載，系統的功率因數均較高，尤其在小負載狀態(tài)，無(wú)功功率大大減小，具有明顯的節電效果。
C、可按油井當前狀況調節出油量，使油井工作在最佳狀態(tài)。降低故障率的同時(shí)提高工作效率。
D、亦可組成壓力、溫度閉環(huán)系統，提高自動(dòng)化程度及實(shí)現最佳控制。采用變頻調速后，對于富油油井，可以增產(chǎn)；對于貧油油井可以做到連續生產(chǎn)且減少停井次數并達到節能的目的；對含砂油井，可以減少卡泵次數，并可反轉排砂，延長(cháng)電泵壽命；對于含氣油井，可提高轉速減少油氣分離不佳所致的氣鎖現象出現而增產(chǎn)增效；對于含蠟油井，可減少結蠟、結垢而降低管路堵塞次數；對于稠油油井，可低速大功率運行，減少停井次數并獲得可觀(guān)的節能效果。
2 過(guò)去采用的幾種變頻調速方案比較
2.1采用工頻通用變頻器
系統簡(jiǎn)圖如下：
本方案采用降壓、升壓變壓器及工頻電源下的通用變頻器組成高－低－高方式達到油泵電機變頻目的。
其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是系統過(guò)于笨重，尤其是輸出側變壓器尚須按最低工作轉速來(lái)設計，通用性不強或設計不可能合理。由于系統幾經(jīng)變換，使效率降低。
2.2采用普通低壓變頻（二電平）技術(shù)實(shí)現中壓變頻
本方案采用低壓整流器，及低壓電容串聯(lián)，3300V高壓IGBT直接逆變?？刂品绞饺圆捎脗鹘y的正弦波脈寬調制。其優(yōu)點(diǎn)是系統組成簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是輸出的電壓波形為高壓矩形脈沖，即出現了難以解決的dv/dt問(wèn)題，這對于長(cháng)輸電線(xiàn)路的工況很不適宜，對電機同樣帶來(lái)絕緣問(wèn)題，且輸出電流波形亦不理想。由于3300V高壓IGBT應用尚不太成熟且價(jià)格昂貴，實(shí)用經(jīng)濟效益亦是應用的瓶頸。
3 本公司中壓變頻器的技術(shù)方案
A方案：1140V中壓變頻器
本是采用二極管箝位三電平技術(shù)，其系統簡(jiǎn)圖如下：
該技術(shù)自80年代始即被國外廠(chǎng)家應用并推廣。東芝、ABB、三菱、西門(mén)子等公司都有此類(lèi)產(chǎn)品，其特點(diǎn)偏優(yōu)于采用在不太高的中壓變頻器中。與二電平相比較，其輸出的電壓波形雖然仍為矩形脈沖所組成，但其脈沖幅值卻降低一倍，較好地解決了dv/dt高所帶來(lái)的絕緣及諧波等問(wèn)題。使變頻器的輸出波形更接近正弦波。徹底地解決了器件換流對電機絕緣造成的沖擊導致的絕流損傷、軸電壓對電機軸承的腐蝕以及傳導干擾、輻射干擾等諸多問(wèn)題，降低漏電流及電機噪音。其缺點(diǎn)已基本克服，美中不足的是逆變元件的
1 ZYB高溫渣油泵采用變頻技術(shù)調速驅動(dòng)是其傳動(dòng)方案
ZYB高溫渣油泵是油井井下工作的多級離心泵，是一種較新的機械采油設備之一。油泵是長(cháng)期連續工作于2~3km井下高溫、強腐蝕的惡劣環(huán)境中，由于深入油層，故工作效率較高，近年來(lái)油田應用愈加廣泛。其功率均不太大，一般在55~75kW之間，由于油井較深，為降低線(xiàn)路壓降，故其拖動(dòng)電機沒(méi)有采用工頻而一般設計為1000伏級。該電壓屬中壓范疇，不高也不低。若降低電壓，則線(xiàn)路壓降太大，電機低效無(wú)法正常工作。若提高電壓，線(xiàn)路壓降雖小，但供電線(xiàn)路電纜及電機的絕緣問(wèn)題突出，故障率高，維護困難，可靠性下降。因此，目前國內大部分油田采用的多是1140伏ZYB高溫渣油泵。
據調查結果，常見(jiàn)的主要問(wèn)題是：
A、上電啟動(dòng)時(shí)沖擊電流大，分布電感使系統內反壓過(guò)高，經(jīng)常造成系統多部分絕緣損傷。
B、由于油井地質(zhì)狀況變化較大，而電泵設計余量又往往偏大，尤其是井下液量不足時(shí)，泵產(chǎn)生的油壓過(guò)高，故縮短泵的使用壽命，其維修及更換幾率增加。
為解決上述問(wèn)題，必須對油泵電機進(jìn)行調速控制。采用交流變頻調速是目前最理想的措施。
其因如下：
A、變頻器具備軟啟動(dòng)功能，在啟動(dòng)過(guò)程中，電機轉速隨著(zhù)頻率變化而接近同步狀態(tài)升速，故反電勢及沖擊電流很小，絕緣易受破壞的問(wèn)題出現幾率較低。
B、無(wú)論重載或輕載，系統的功率因數均較高，尤其在小負載狀態(tài)，無(wú)功功率大大減小，具有明顯的節電效果。
C、可按油井當前狀況調節出油量，使油井工作在最佳狀態(tài)。降低故障率的同時(shí)提高工作效率。
D、亦可組成壓力、溫度閉環(huán)系統，提高自動(dòng)化程度及實(shí)現最佳控制。采用變頻調速后，對于富油油井，可以增產(chǎn)；對于貧油油井可以做到連續生產(chǎn)且減少停井次數并達到節能的目的；對含砂油井，可以減少卡泵次數，并可反轉排砂，延長(cháng)電泵壽命；對于含氣油井，可提高轉速減少油氣分離不佳所致的氣鎖現象出現而增產(chǎn)增效；對于含蠟油井，可減少結蠟、結垢而降低管路堵塞次數；對于稠油油井，可低速大功率運行，減少停井次數并獲得可觀(guān)的節能效果。
2 過(guò)去采用的幾種變頻調速方案比較
2.1采用工頻通用變頻器
系統簡(jiǎn)圖如下：
本方案采用降壓、升壓變壓器及工頻電源下的通用變頻器組成高－低－高方式達到油泵電機變頻目的。
其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是系統過(guò)于笨重，尤其是輸出側變壓器尚須按最低工作轉速來(lái)設計，通用性不強或設計不可能合理。由于系統幾經(jīng)變換，使效率降低。
2.2采用普通低壓變頻（二電平）技術(shù)實(shí)現中壓變頻
本方案采用低壓整流器，及低壓電容串聯(lián)，3300V高壓IGBT直接逆變?？刂品绞饺圆捎脗鹘y的正弦波脈寬調制。其優(yōu)點(diǎn)是系統組成簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是輸出的電壓波形為高壓矩形脈沖，即出現了難以解決的dv/dt問(wèn)題，這對于長(cháng)輸電線(xiàn)路的工況很不適宜，對電機同樣帶來(lái)絕緣問(wèn)題，且輸出電流波形亦不理想。由于3300V高壓IGBT應用尚不太成熟且價(jià)格昂貴，實(shí)用經(jīng)濟效益亦是應用的瓶頸。
3 本公司中壓變頻器的技術(shù)方案
A方案：1140V中壓變頻器
本是采用二極管箝位三電平技術(shù)，其系統簡(jiǎn)圖如下：
該技術(shù)自80年代始即被國外廠(chǎng)家應用并推廣。東芝、ABB、三菱、西門(mén)子等公司都有此類(lèi)產(chǎn)品，其特點(diǎn)偏優(yōu)于采用在不太高的中壓變頻器中。與二電平相比較，其輸出的電壓波形雖然仍為矩形脈沖所組成，但其脈沖幅值卻降低一倍，較好地解決了dv/dt高所帶來(lái)的絕緣及諧波等問(wèn)題。使變頻器的輸出波形更接近正弦波。徹底地解決了器件換流對電機絕緣造成的沖擊導致的絕流損傷、軸電壓對電機軸承的腐蝕以及傳導干擾、輻射干擾等諸多問(wèn)題，降低漏電流及電機噪音。其缺點(diǎn)已基本克服，美中不足的是逆變元件的
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