油田抽油机直流母线共用系统方案

变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被不同学科、不同行业的工程技术人员广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。 　　变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速的最新潮流。 通用共用直流母线双回路方案 　　由于抽油机是在户外（野外）使用，其工作环境及其配电设备的工作环境都比较恶劣；而采油作业对采油设备的可靠性又要求很高，故在实际使用共用直流母线的变频系统时应增设工频备用系统（既变频—工频双回路系统）或在原工频系统的基础上加装共用直流母线的变频系统，这样工频系统与共用直流母线的变频系统可互为备用，既便是在共用直流母线的变频系统故障或检修的状态下对采油作业的影响也不大，从而提高了采油设备（系统）的安全可靠性。 一种在共用直流母线变频系统中增设工频系统的双回路系统（如图一） 某油田抽油机直流母线共用系统方案 一、根据东北某油田现场油井情况作如下方案： 二、设备选型： 1、使用两台整流器装置：530VDC 600A×2 其计算容量为：37KW×11=407KW 考虑留有安全余量，建议采用500KW/380VAC 整流器。 2、每台油井用一台变频器，共11 台（可备用一台）。 变频器规格：输入电压为：530VDC+15%，输出功率45KW。 3、至少采用3 台110KW制动单元（制动单元调整为750V+3%），制动电阻碍采用6.8Q/12000W×3PCS 三、供电方式： 　　采用变压器-整流器的供电方式，使用2 个独立的整流器（600A）分别整流，然后在直流侧并联供电（如图二）。 四、双回路接线： 　　为确保系统的安全可靠，在变频器、整流器发生故障或进行检修时确保其它油井的正常运行生产，本控制系统采用变频-工频双回路接线方式，在保留原工频系统的基础上加装变频系统，具体作法如图三所示。 说明： 1、变压器、整流器的总容量为所有抽油机电机容量之和。 2、共用直流母线电压为：530VDC（整流器、逆变器电压380VAC 时）。 3、逆变器的容量与磕头机电机容量相同或稍大。 4、确保工频与变频的相序一致。 5、一个抽油机的反馈能量均可以作为其他抽油机逆变器的直流电源，再生利用能源，达到高效省电的目的。 抽汲参数优化控制及节电增效原理 　　由于不同地域，不同油井及井深、油液面、油粘度的不同，要求抽油机有不同的合理抽汲参数。通常，当抽油机的冲程一定后，采用改变冲次（电机转速或传动比）的方法来调节，但这只能使上、下冲时间同时改变，很难做到优化控制。 　　采用英威腾《共用直流母线变频调速》节能增效控制器，可按不同地域，不同油井井深、油液面、粘度的生产工艺要求，任意改变调节上、下冲程速度。（提高下冲程的速度，减少漏失量或延长上冲程时间，提高充盈系数）实践证明，这对提高泵效和单位产量是十分有益的。根据这一原理，用户可依据节能增产的要求，方便、及时、任意调节冲次或上、下冲程速度，达到最佳节电增产效果。 　　由于抽油机属变荷类负载，即电机在上冲程时需较大动力，而下冲程时则负荷很轻。下冲程时电机则处于电（磁）能泄放状态，因而运行效率很低，无功损耗大，电能浪费严重。 　　英威腾《共用直流母线变频调速》节能增效控制器，是将常规变频器整流和逆变分开制作生产，其中整流器容量为一个控制单元系统逆变器容量（功率）之和，而逆变器一般同所控制的电机功率相同。工作原理为共用整流器向各逆变器提供直流电源，使抽油机上行时能正常工作，而抽油机下行时，电机产生的回馈电能则通过共用直流母线向处于上行工作状态的逆变器供电，因此，不仅因调频（低于50HZ）运行可节电，而且抽油机下行时产生的电磁能，经共用直流母线回馈使用，达到了更好的节电效果。如果考虑增加单位产量而降低吨耗电量，综合节电效果可达30-50%。 共用直流母线的优点 1、系统效率最高，反馈的能量可以利用，不会浪费。 2、成本低，投资效益高。 3、电网功率因数提高。 4、可利用现有的供电电源，技术改造容易，减少投资。 5、磕头机的驱动电机容量不一样也可共用直流母线，适应性强。 6、依磕头机分布的位置，可将3—10 台逆变器共用一套整流装置。 7、应用范围广：抽油机、拉丝机、造纸机、轧钢机轴辊等等均可使用。 投资与节能 　　变频系统的初次投资容易给投资者一种投资高风险大的感觉，这主要是对变频节能效果不很了解或将变频系统的初次投资与传统的一些调速方式，如：液力藕合、滑叉电机、变级等等调速装置的初次投资在未充分考虑节能效果及变频器功能的情况下进行比较，以及对变频器的质量、稳定性、售后服务等还不太了解的感觉；变频节能系统（装置）在各类调速系统中使用时，其节能效果对于单台设备可做到15-75%，在未受到其他因素的影响的情况下一般可取上限；节能效果平均值是由实际应用中得到，权威性数据可由市场上公开出售的资料（书）查到；通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知；变频节能系统（装置）的投资回收期一般为4-20 个月（这是经验值也是权威数据）。深圳市英威腾电气有限公司按油田采油厂采油方式的不同需求，同时生产660V 至1700V 任意电压等级的中压变频器。单机容量37KW-250KW 供用户选择，特别适合井深超过1300M 以上的深井电潜泵使用。 　　该产品安装、使用方便，保护功能完善，尤其是欠电流保护（既轻载自动关机）和过电流保护（因泥砂、石块阻塞油泵或其它机械故障过载自动关机）功能。避免和减少因空转和卡泵造成电机损坏，停产检修的极大损失，受到用户欢迎。由于中压变频器具有输出频率任意可调的特性，用户可以及时、方便的根据油井产油量及油液面变化，调节电潜泵电机转速，有利于油井稳产，节电率可达30-60%综合经济效益高。 　　变频节能系统及生产过程自动化系统在各行业机电设备和生产线上的应用是社会生产发展的必然趋势，它有着早使用、早改造、早受益、快发展的特点，它将不断的被推广应用，并将为企事业的发展锦上添花，为全社会的发展添砖加瓦。