油田注水泵的变频控制

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1、WORD文档可编辑油田注水泵的变频控制OilFieldtheControlofFrequencyConversionofWaterInjectingPumphttp://fengguang.com/bplw/55/55.htm作者：山东新风光电子科技发展有限公司　周加胜　马瑞芬摘要：本文叙述了青海油田一计注站注水泵的变频控制设计及调试过程，指出了采用变频控制的意义，展示了该类设备变频控制的前景。英文摘要：ThispaperhavenarratedQinghaioilfielddebugcourseandthecontroldesignoffrequencyconver

2、sionofasumnotestationwaterinjectingpump,havepointedouttheprospectthathasdemonstratedthiskindofequipmentcontroloffrequencyconversionwiththemeaningofthecontroloffrequencyconversion.关键词：中压　注水泵　变频控制1　引言　　油田的油井注水是油田生产的关键环节。在一些供液不足的油井，需要先向井内注入一定量的水，将油稀释，并将液面提升到一定高度，才易于开采。为了节能降耗，往往几口井集中起来，用一台泵

3、集中注水，这就是计注站的作用。　　青海油田采油二厂跃西采油区计23站，就是一个集中注水站，分别向YX—52、YX—47、YX—35井注水，采用活塞式注水泵，排量为23m3/h,压力为12MPa,电机为中压1140V/132kW的电机。　　为了实现恒压注水，以对管道实施有效的保护，油田公司在综合考虑各方面因素后，决定采用变频控制，通过压力传感器的变化自行调整电机的转速，压力低时转速升高，压力高时转速降低，使管道压力保持恒定，并设置压力报警，进口低压报警，超低压停机;出口高压报警，超高压停机功能，满足注水泵工况的需求。2　对变频控制柜的要求技术资料专业分享WORD文档可编

4、辑　　根据以上情况，油田公司提出了对变频控制柜的要求如下:2.1　1.14kV恒压注水变频柜的技术招标　　(1)变频柜的变频器功率:160kW(2台);　　(2)输入电压:1140V±15%,50Hz;　　(3)注水工作压力:0-25Mpa;　　(4)变频柜具有手动调频和PID自动调节模式。2.2　变频柜具有的功能　　(1)注水泵超压报警，超高压停机功能(其值可设定);　　(2)入口低压报警，超低压停机功能(其值可设定);　　(3)润滑油高温报警停机(其值可设定);　　(4)故障停机报警(声音有时间设定，光有复位按钮);　　(5)具有数据储存功能:电压，电流，输出功率

5、，故障记录;　　(6)具有完善的电气保护功能:过压，低压，过流，欠载，输入输出缺相，保护值及时限可设定;　　(7)具有RS-485数据通讯接口;　　(8)柜体冷却风扇温控设定功能;　　(9)变频柜面板显示:电压，电流，运行频率，注水压力;　　(10)设现场主控操作转换开关;　　(11)配压力变送器4只(具有数值显示)　　0-25MPa:2只;　0-2.5MPa:2只;　　(12)设工频启动;　　(13)　设现场控制箱，显示频率，注水压力，具有:启动，停止，频率调节按钮。3　中压变频器的原理技术资料专业分享WORD文档可编辑　　该系统的关键技术是中压变频器。经油田考察，

6、我们公司生产的中压变频器技术及应用都已很成熟，无论是在潜油电泵，还是在抽油机上，应用都比较多，而且很稳定，因此采用笔者的技术，并责成制作控制柜。3.1　变频器的原理　　三相异步电动机的转速公式:n=60f(1—s)/p　　式中:n——电动机转速;f——供电频率;s——电机的转差率;p——电机的极对数。　　在该式中，若保持p(极对数)、S(转差率)不变，平滑的改变电机的供电频率，则电机转速n=Kf(k为比例系数)，即可得到平滑的改变，这就是变频调速的原理。3.2　中压三电平电路　　由于现场工作电压比较高，为1140V，采用普通的变频器显然不合适，而采用高压模块，代价又较

7、高，且对于高压电机而言，良好的波形对其绝缘及耐压都是必须的，普通的两电平电路显然不能适应这一要求。　　为了适应电压等级及负载的要求，采用了三电平电路(亦称中点箝位电路)，如图1所示。图1　1140V主电路图技术资料专业分享WORD文档可编辑　　其中主电路每相接有4只IGBT，串联承担全部的电压，三相交流电经全波整流后变成直流电，由单片机控制4只IGBT的导通与截止，形成SPWM的交变输出。为抑制IGBT交变过程中的电压突变，采用了中点箝位电路，有2只快恢复二极管串联组成箝位二极管，其中心点与滤波电容的中心点相连接，组成本电路的中心点(三电平的中心电平