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功率电感:潜油电泵变频器特殊要求和解决办法(一)

来源:    作者:     发布时间:2014-11-02 16:24:25     点击数:
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一、引言

  用现代高新技术改造现有的油田采油设备是大势所趋。用现代自控技术和变频调速技术来为油田潜油电泵(以下简称潜泵)提供理想电源是这种技术改造过程中的一个重要组成部分。潜油电泵的电压等级多为1140V和2300V。潜泵按放在地平面以下1000~3000米处,工作环境极度恶劣(高温、强腐蚀等),传统的供电方式—全压、工频使它故障频繁,运行成本大增。潜泵损坏后提到地面上来修理,仅工程费一项就达五万元,价值10万元的电缆平均提上放下5次就须更换,潜泵平均每10个月就须维修一次,维修费用约8万元。传统供电方式危害甚多。

  例如:

  潜泵全速运转,当井下液量不富余时,容易抽空,甚至造成死井,一旦死井,则损失惨重。

  全压、工频工作启动电流大,冲击扭矩大,不但浪费了电,还对电机寿命有很大影响。

  油田供电电压常有波动,使电机欠激励或过激励,电机被烧时有发生。

  几千米的井下电缆带来了150伏左右的线路损耗,由于这部分损耗无法补偿,从而影响了电机的正常工作。

  由上可看出,潜泵的传统供电方式必须改造,比较理想的供电设备应具备如下特:?

  软启动

  调速方便,即变频运行。启动时间和运行速度能根据工况任意设置。

  不受供电电压波动的影响,并能补偿电缆的线路损耗。

  电缆上传输的必须是正弦波,否则经电缆反射,电压脉冲叠加,容易烧毁电机。

  各种保护功能齐全。

  控制方便、操作简单、显示清楚。

  显而易见,满足这些要求非变频器莫属,但市场上容易买到的为风机、水泵服务的那些变频器不适合,因为电压等级不符、输出波形不是正弦、电缆的损耗电压无法补偿。我公司受油田委托成功地研制出了1140V、30~100KW潜泵专用变频器系列。现在又承担了2300伏潜油电泵专用变频器的研制任务。

二、专用变频器的研制

  潜泵虽有不同的电压等级,但在线运行的多为1140伏和2300伏.业内有用380伏级变频器配合特制升压功率电感变压器的报导、本文认为这种高一低一高方案有先天不足,让升、降压变压器工作在低频下是很困难的,变压器的加入又增加了产品成本,现在的IGBT器件的耐压已经较高,3000伏以下的变频器没有必要求助于变压器,本公司1140V潜油电泵已在几个油田正常运转,效果很好。本文主要介绍2300伏贴片电感厂潜油电泵专用变频器的性能和研制情况。

  该变频器的技术指标为:

  三相输入:2300V、50Hz
  三相输出:额定电压为2300V,容量110kW
  频率范围2HZ~50HZ连续可调
  电缆上的电压损耗能够得到合适补偿。
  输出波形:正弦
  控制功能、保护功能同于普通变频器。
  本文仅对该变频系功率电感企业统的技术特点简述如下:(与380V级通用变频器相同部电感厂家分不再赘述)。


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