概述 變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來(lái)了一場(chǎng)革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美，已被不同學(xué)科、不同行業(yè)的工程技術(shù)人員廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。 變頻調(diào)速用于交流異步電機(jī)調(diào)速，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護(hù)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機(jī)調(diào)速的最新潮流。 通用共用交流母線雙回路方案 由于潛油電泵是在戶外（海上）使用，其工作環(huán)境及其配電設(shè)備的工作環(huán)境都比較惡劣；而采油作業(yè)對(duì)采油設(shè)備的可靠性又要求很高，故在實(shí)際使用共用交流母線的變頻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)增設(shè)工頻備用系統(tǒng)（既變頻—工頻雙回路系統(tǒng)）或在原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻系統(tǒng)，這樣工頻系統(tǒng)與變頻系統(tǒng)可互為備用，既便是在變頻系統(tǒng)故障或檢修的狀態(tài)下對(duì)采油作業(yè)的影響也不大，從而提高了采油設(shè)備（系統(tǒng)）的安全可靠性。 圖1（共用直流母線雙回路系統(tǒng)示意圖） 一、 設(shè)備選型： 1、除指定配件外，全選用進(jìn)口器件 2、每臺(tái)油井用一臺(tái)變頻器，配上工頻回路，做成一體化變頻柜。 變頻器規(guī)格：輸入電壓為：3AC 1140V+15%，輸出功率55KW。 二、 供電方式： 采用變壓器-整流器的供電方式雙回路接線： 為確保系統(tǒng)的安全可靠，在變頻器、整流器發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)確保其它油井的正常運(yùn)行生產(chǎn)，本控制系統(tǒng)采用變頻-工頻雙回路接線方式，在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻系統(tǒng)，具體作法如圖三所示。 說(shuō)明： 1、變壓器的容量為所有潛油電泵電機(jī)容量之和的1.3倍。 2、共用交流母線電壓為：1140VAC 3、逆變器的容量與磕頭機(jī)電機(jī)容量相同或稍大。 4、確保工頻與變頻的相序一致。 抽汲參數(shù)優(yōu)化控制及節(jié)電增效原理 由于不同地域，不同油井及井深、油液面、油粘度的不同，要求潛油電泵有不同的合理抽汲參數(shù)。通常，當(dāng)潛油電泵的參數(shù)一定后，采用改頻率（電機(jī)轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比）的方法來(lái)調(diào)節(jié)，這樣不但能省電，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，而且電機(jī)能零電流起動(dòng)，對(duì)電機(jī)的保護(hù)全面。 由于潛油電泵屬變負(fù)載類負(fù)載，即電機(jī)在起動(dòng)時(shí)需較大轉(zhuǎn)矩，而停止時(shí)則負(fù)荷很重。電機(jī)則處于電（磁）能泄放狀態(tài)，軟停止對(duì)防止油下沖有明顯的作用，油泵不會(huì)被打壞。 投資與節(jié)能 變頻系統(tǒng)的初次投資容易給投資者一種投資高風(fēng)險(xiǎn)大的感覺(jué)，這主要是對(duì)變頻節(jié)能效果不很了解或?qū)⒆冾l系統(tǒng)的初次投資與傳統(tǒng)的一些調(diào)速方式，如：液力藕合、滑叉電機(jī)、變級(jí)調(diào)速等調(diào)速裝置的初次投資在未充分考慮節(jié)能效果及變頻器功能的情況下進(jìn)行比較，以及對(duì)變頻器的質(zhì)量、穩(wěn)定性、售后服務(wù)等還不太了解的感覺(jué)；變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時(shí)，其節(jié)能效果對(duì)于單臺(tái)設(shè)備可做到15-75%，在未受到其他因素的影響的情況下一般可取上限；節(jié)能效果平均值是由實(shí)際應(yīng)用中得到，權(quán)威性數(shù)據(jù)可由市場(chǎng)上公開(kāi)出售的資料（書）查到；通過(guò)這些數(shù)據(jù)再進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的投資回收率的計(jì)算可知；變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）的投資回收期一般為4-20個(gè)月（這是經(jīng)驗(yàn)值也是權(quán)威數(shù)據(jù)）。 深圳市英威騰電氣有限公司按油田采油廠采油方式的不同需求，同時(shí)生產(chǎn)660V至1140V電壓等級(jí)的中壓變頻器。單機(jī)容量37KW～630KW供用戶選擇，特別適合井深超過(guò)1300M以上的深井電潛泵使用。 該產(chǎn)品安裝、使用方便，保護(hù)功能完善，尤其是欠電流保護(hù)（既輕載自動(dòng)關(guān)機(jī)）和過(guò)電流保護(hù)（因泥砂、石塊阻塞油泵或其它機(jī)械故障過(guò)載自動(dòng)關(guān)機(jī)）功能。避免和減少因空轉(zhuǎn)和卡泵造成電機(jī)損壞，停產(chǎn)檢修的極大損失，受到用戶歡迎。 由于中壓變頻器具有輸出頻率任意可調(diào)的特性，用戶可以及時(shí)、方便的根據(jù)油井產(chǎn)油量及油液面變化，調(diào)節(jié)電潛泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，有利于油井穩(wěn)產(chǎn)，節(jié)電率可達(dá)30-60%，綜合經(jīng)濟(jì)效益高。 變頻節(jié)能系統(tǒng)及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)在各行業(yè)機(jī)電設(shè)備和生產(chǎn)線上的應(yīng)用是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它有著早使用、早改造、早受益、快發(fā)展的特點(diǎn)，它將不斷的被推廣應(yīng)用，并將為企事業(yè)的發(fā)展錦上添花，為全社會(huì)的發(fā)展添磚加瓦。 綜合效益 采油井潛油電泵是一種大慣量變化負(fù)載，所采用的拖動(dòng)設(shè)備是三相異步電機(jī)，普遍存在效率低，不便調(diào)速，上下沖程不可調(diào)，功率因數(shù)低等弊端。針對(duì)以上問(wèn)題，我公司開(kāi)發(fā)研制了invt系列產(chǎn)品及共用直流母線技術(shù)，采用了先進(jìn)的控制方式控制潛油電泵運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能、增效、增產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的效果，同時(shí)達(dá)到了電網(wǎng)優(yōu)化的目的，在國(guó)內(nèi)各油田得到廣泛的應(yīng)用。 節(jié)能增效基本原理 本控制裝置基于變頻調(diào)速原理開(kāi)發(fā)而成。在潛油電泵大慣量變載工作狀態(tài)下，本控制裝置有以下幾個(gè)特點(diǎn)可以達(dá)到節(jié)能效果。 ·調(diào)速節(jié)能 潛油電泵屬次泵類負(fù)載，其耗電功率P∝N3，如果調(diào)整轉(zhuǎn)速N滿足最佳沖次及上下沖程速度，省電效果驚人。 ·動(dòng)態(tài)調(diào)功功能 在潛油電泵變載的工作狀態(tài)下，控制裝置以7000次/秒的速度自適應(yīng)電機(jī)的載荷，自動(dòng)改變加在電機(jī)上的端電壓，保證電機(jī)在最小電流、最低電壓即最小功率狀態(tài)下運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能效果，即調(diào)不調(diào)速都節(jié)能。 ·動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償功能 控制裝置具有功率因數(shù)補(bǔ)償功能，可取代原有的控制柜啟動(dòng)器、補(bǔ)償器，使系統(tǒng)趨向一體化，保證電機(jī)功率因數(shù)COS∮＞0.95以上，從而減小了設(shè)備損耗，減小了線損，改造了電網(wǎng)，增加了裝機(jī)容量，達(dá)到了節(jié)能的目的。 ·軟啟動(dòng)功能 由于電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流等于3～7倍的額定電流，因此通常在帶載電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)電機(jī)和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，導(dǎo)致對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，而且啟動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)對(duì)設(shè)備極為不利；采用本控制裝置的軟啟動(dòng)功能將會(huì)使啟動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定電流，實(shí)現(xiàn)電機(jī)真正意義上的軟啟動(dòng)，達(dá)到了節(jié)能的目的。不但減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，且能延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命及維修周期，減少設(shè)備維修費(fèi)用。 ·本控制裝置可任意分別設(shè)定潛油電泵的速度，以適應(yīng)油井井下原油液面的變化。使?jié)撚碗姳秒S時(shí)工作在最佳運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到增產(chǎn)、增效的目的。