油田注水泵的變頻控制方法

　　油田的油井注水是油田生產的關鍵環節。在一些供液不足的油井，需要先向井內注進一定量的水，將油稀釋，并將液面提升到一定高度，才易于開采。為了節能降耗，往往幾口井集中起來，用一臺泵集中注水，這就是計注站的作用。

 

　　青海油田采油二廠躍西采油區計23站，就是一個集中注水站，分別向YX—52、YX—47、YX—35井注水，采用活塞式注水泵，排量為23m3/h,壓力為12MPa,電機為中壓1140V/132kW的電機。

 

　　為了實現恒壓注水，以對管道實施有效的保護，油田公司在綜合考慮各方面因素后，決定采用變頻控制，通過壓力傳感器的變化自行調整電機的轉速，壓力低時轉速升高，壓力高時轉速降低，使管道壓力保持恒定，并設置壓力報警，進口低壓報警，超低壓停機;出口高壓報警，超高壓停機功能，滿足注水泵工況的需求。

 

　　2　對變頻控制柜的要求

 

　　根據以上情況，油田公司提出了對變頻控制柜的要求如下:

 

　　2.1　1.14kV恒壓注水變頻柜的技術招標

 

　?。?） 變頻柜的變頻器功率:160kW（2臺）;

 

　?。?） 輸進電壓:1140V±15%,50Hz;

 

　?。?） 注水工作壓力:0-25Mpa;

 

　?。?） 變頻柜具有手動調頻和PID自動調節模式。

 

　　2.2　變頻柜具有的功能

 

　?。?）注水泵超壓報警，超高壓停機功能（其值可設定）;

 

　?。?）進口低壓報警，超低壓停機功能（其值可設定）;

 

　?。?）潤滑油高溫報警停機（其值可設定）;

 

　?。?）故障停機報警（聲音有時間設定，光有復位按鈕）;

 

　?。?）具有數據儲存功能:電壓，電流，輸出功率，故障記錄;

 

　?。?）具有完善的電氣保護功能:過壓，低壓，過流，欠載，輸進輸有缺相，保護值及時限可設定;

 

　?。?）具有RS-485數據通訊接口;

 

　?。?）柜體冷卻風扇溫控設定功能;

 

　?。?）變頻柜面板顯示:電壓，電流，運行頻率，注水壓力;

 

　?。?0）設現場主控操縱轉換開關;

 

　?。?1） 配壓力變送器4只（具有數值顯示）

 

　　0-25MPa:2只;　0-2.5MPa:2只;

 

　?。?2） 設工頻啟動;

 

　?。?3）　設現場控制箱，顯示頻率，注水壓力，具有:啟動，停止，頻率調節按鈕。

 

　　3　中壓變頻器的原理

 

　　該系統的關鍵技術是中壓變頻器。經油田考察，我們公司生產的中壓變頻器技術及應用都已很成熟，無論是在潛油電泵，還是在抽油機上，應用都比較多，而且很穩定，因此采用筆者的技術，并責成制作控制柜。

 

　　3.1　變頻器的原理

 

　　三相異步電動機的轉速公式:

 

　　n=60f（1—s）/p

 

　　式中: n——電動機轉速;

 

　　f——供電頻率;

 

　　s——電機的轉差率;

 

　　p——電機的極對數。

 

　　在該式中，若保持p（極對數）、S（轉差率）不變，平滑的改變電機的供電頻率，則電機轉速n=Kf（k為比例系數），即可得到平滑的改變，這就是變頻調速的原理。

 

　　3.2　中壓三電平電路

 

　　由于現場工作電壓比較高，為1140V，采用普通的變頻器顯然分歧適，而采用高壓模塊，代價又較高，且對于高壓電機而言，良好的波形對其盡緣及耐壓都是必須的，普通的兩電平電路顯然不能適應這一要求。

 

　　為了適應電壓等級及負載的要求，采用了三電平電路（亦稱中點箝位電路）