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變頻器在游梁式抽油機(jī)控制中的應(yīng)用 |
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目前,對(duì)游梁式抽油機(jī)的交流變頻調(diào)速技術(shù)改造主要有以下兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn): (1)提高電網(wǎng)質(zhì)量,減小對(duì)電網(wǎng)影響。這主要集中在供電企業(yè)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合,為避免電網(wǎng)質(zhì)量的下降,需引入變頻控制,其主要目的就是減小抽油機(jī)工作過(guò)程對(duì)電網(wǎng)的影響。 (2)節(jié)能。一方面,油田抽油機(jī)為克服大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,采用的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際所需功率,工作時(shí)電動(dòng)機(jī)利用率一般為20%~30%,最高不會(huì)超過(guò)50%,電動(dòng)機(jī)常處于輕載狀態(tài),造成資源浪費(fèi)。另一方面,抽油機(jī)工作情況的連續(xù)變化,取決于地下的狀態(tài),若始終處于工頻運(yùn)行,也會(huì)造成電能浪費(fèi)。為了節(jié)能,提高電動(dòng)機(jī)工作效率,需進(jìn)行變頻改造。 節(jié)能改造的實(shí)施方案 (一)、簡(jiǎn)單降速方式:直接加裝變頻器并將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率降下來(lái),降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,增加每個(gè)沖程的時(shí)間,達(dá)到節(jié)能效果。實(shí)際應(yīng)用中能達(dá)到15%-30%的節(jié)電效果。 (二)、變化沖程方式:經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)井況和油水比例,根據(jù)游梁式抽油機(jī)的運(yùn)行特性,對(duì)每個(gè)沖程中下降和提升設(shè)置不同的頻率,隨時(shí)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,抽油桿慢速下降快速提升,不僅達(dá)到節(jié)電效果,而且能夠有效地調(diào)整油水比例,提高產(chǎn)量。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)近40臺(tái)改造后的游梁式抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),較工頻運(yùn)行時(shí)平均節(jié)電38%,如果再計(jì)算產(chǎn)油量的提高,綜合效益非?捎^。 在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了許多問(wèn)題,主要集中在游梁式抽油機(jī)發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生能量的處理上。對(duì)于上述第一種情況,采用變頻器加能耗制動(dòng)單元可較方便實(shí)現(xiàn),這是以多耗電能為代價(jià)的,主要因?yàn)榘l(fā)電能量不能回饋電網(wǎng)造成。在未采用變頻器時(shí),電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí),從電網(wǎng)吸收電能;電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí),釋放能量,電能直接回饋電網(wǎng)的,并未在本地設(shè)備上耗費(fèi)掉。綜合表現(xiàn)為抽油機(jī)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)較低,對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量影響較大。但在使用普通變頻器時(shí),情況發(fā)生了變化。普通變頻器輸入是二極管整流,能量不可反方向流動(dòng)。上述這部分電能沒(méi)有流回電網(wǎng)的通路,須用電阻就地消耗,這是必須使用能耗制動(dòng)單元的原因。 使用環(huán)境對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)的影響不容忽視,變頻調(diào)速系統(tǒng)安裝位置大多數(shù)是野外的抽油機(jī)附近,降雨、結(jié)露、潮濕、冰凍、灰塵、昆蟲、小動(dòng)物都會(huì)對(duì)變頻器造成嚴(yán)重?fù)p害,同時(shí)還要防盜。這些情況要在安裝之初就充分解決,目前大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)采用的辦法是雙層、防水防塵配電柜來(lái)解決上述問(wèn)題。這樣基本上能解決野外作業(yè)的環(huán)境影響,但是同時(shí)造成散熱不良的問(wèn)題,為保證正常工作,需要在變頻器容量的選擇上充分考慮。 電網(wǎng)質(zhì)量對(duì)變頻器的影響也很大,游梁式抽油機(jī)的供電線路較遠(yuǎn),電網(wǎng)容易產(chǎn)生波動(dòng),很多對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定要求高的變頻器會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)電壓或者欠電壓保護(hù),因?yàn)樽冾l器具備適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)較大場(chǎng)合使用的特性,所以應(yīng)用變頻器以來(lái),雖然電網(wǎng)有較大波動(dòng)(310V――430V)之間,一直能夠正常運(yùn)行。

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