罗宾康变频器在海上采油平台上的应用.pdf

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1、(电气开关>(2011．No．4)69文章编号：1004—289X(2011)04—0069—02罗宾康变频器在海上采油平台上的应用岑尉平(中海油深圳分公司流花油田，广东深圳518067)摘要：主要介绍了罗宾康中压变频器的工作原理及其在海上采油平台上的应用。关键词：中压变频器；海上采油平台；潜油电泵中图分类号：TN77文献标识码：BApplicationofRobiconConverterinanOfshoreOilProductionPlatformCENWei-ping(LiuhuaOilFieldofShenzh

2、enBranchCompanyofChinaOffshorePertorleumCompany，Shenzhen518067，China)Abstract：ThepaperpresentstheworkprincipleofRobinconmediumvoltageconverteranditsapplicationinanof-shoreoilproductionplatform．Keywords：mediumvoltageconverter；offshoreoilproductionplatform；oil-sub

3、mersibleelectricpumpl罗宾康中压变频器的工作原理完美无谐波变频器是罗宾康公司设计制造的脉宽调制交流变频马达驱动器系列，主要具有如下优点：纯净的输人特性，高功率因数，几乎完美的正弦波输出。罗宾康完美无谐波系列变频器通过将多个低压功率单元的输出叠加得到中压。低压功率单元采用简单改进后的标准PWM(脉宽调制)马达变频器，这种低3相4l60v输入电源i——●‘，一＼压变频器已广泛应用了许多年，性能很稳定。如图1所示为4160V完美无谐波系列变频器的功率回路结构。马达的每相由5个功率单元串联进行驱动，串联方式

4、采用星型接法，中线浮空。每个单元由隔离变压器的隔离次级线圈供电。l5个次级线圈的额定电压均为480VAC，功率为总功率的1／15。变频器在全压输出时保证功率单元与其次级以及对地相互绝缘。每个单元为一个静态变频器，输人电源为三相电压480VAC，频率为50／60Hz，输出单相变压(最高到480VAC)、变频(最高120Hz)电源。每相5个单元串联时相电压为2400VAC，线电压为4160VAC。功率图1完美无谐波VFD方框图(5单元，4160VAC)单元都接收来自同一个中央控制器的指令。这些指令为功率单元提供电源的变压器

5、次级线圈在绕制时通过光纤电缆传输以保证绝缘等级达到5kV。使得相互之问产生一定的相位差。这消除了大部分由7O<电气开关)I201I．No．4J每个功率单元引起的谐波电流，所以初级电流近似正第二，平台的电网是由发电机组供电，过载能力较弦值，因而功率因数能保持较高，满载时典型为95％。差。当功率很大的潜油电泵在工频全压启动时。对电如图2所示为典型功率单元的原理图。在本例网和电机的冲击电流大、冲击扭矩大，造成电机、电缆中，由480VAC次级供电的三相二极管整流器将直流的加速老化和电泵叶片、轴系的损坏。平台电网容量电容器充电至

6、600VDC，该电压提供给由IGBT组成的有限，电机工频对电网的冲击有可能导致发电机组停单相H桥逆变电路。在任意时刻，每个单元仅有三种运。在采油过程中，由于液面经常变化，需要经常对电可能输出电压，如果Q1和Q4导通，输出从Tl到12泵进行启停操作，频繁的冲击，降低了设备使用寿命，为+600V；如果Q2和Q3导通输出为一600V；如果Ql增加了维修费用。和Q3或Q2和Q4导通，输出为0。第三，潜油泵不能根据生产情况调整输出功率，造成巨大的能源浪费，难以使电泵工作在最佳工况点上。+_l3实际应用效果南海挑战号平台目前采用的

7、中压变频器是罗宾康完美无谐波系列交流变频马达驱动器，电压等级为．：}4160V，功率等级为600HP，用于驱动油井下的潜油电泵。采用Pmfi~usDP现场总线控制，变频器的运行参数通过ProfilbusDP现场总线传送到中控室，中控室值控高罄源—l_11本地控制电路亡二二豪《}培葶．．．．．．．．-．--．-．．．．．．．．．．．．__J班人员可以远程监控和操作变频器，无需到现场操作。．图2典型功率单元的原理图该变频器能实现输出频率在0—120Hz范围内的自由每相由5个功率单元串联(即图2所示功率单调节，从而满足潜油电

8、泵在不同井况下的运行要求。元)时可提供11个电平的相电压(±3000V，±2400V，实现机组的软启软停，有效地避免或降低了对电机、电±1800V，±1200V，±600V或ov)。可提供多种不同源、泵的损害，实现了在电网电压一定的情况下，输出电平的特点使得罗宾康系列变频器能产生非常接近正电压在一定范围内可调。弦波的输出波形a不同