優(yōu)利康變頻器在油田的應(yīng)用

1，前言

在河北的滄州境內(nèi)，分布著許多油田。有些油田的開采方式采用了注水加壓式，這種方式采用水泵往地下灌加壓水，把石油從地下壓出。原來的注水泵電機(jī)一般采用降壓啟動方式，如星-三角或自藕降壓啟動，這種起動方式起動時的沖擊電流大，起動轉(zhuǎn)矩小，起動時間長，使泵及相關(guān)的機(jī)械部分縮短了使用壽命。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，注水泵長期每日24小時工作在工頻下，壓力大小由閥門調(diào)節(jié)，根據(jù)水泵的工作原理，這樣的調(diào)速方式浪費(fèi)了大量的電能。為節(jié)約能源，在了解了變頻器節(jié)能特性的基礎(chǔ)上，我們在其中的一個油井上給注水泵安裝了變頗器。

2、方案的選擇 

該油田作業(yè)區(qū)共有三臺同一型號立式注水泵，并列擺放，二用一備，電動機(jī)額定功率93KW，額定電壓380V，額定電流165A，額定轉(zhuǎn)速2900轉(zhuǎn)／分鐘，額定頻率50HZ，絕緣等級F級。針對注水泵二臺工作一臺備用， 

這是應(yīng)用得較為普遍的方案，其控制過程是：用水量少時由變頻器控制1號泵，進(jìn)行恒壓供水控制．當(dāng)用水量逐漸增加1號泵的工作頻率達(dá)到接近50HZ時，將其電動機(jī)切換成工頻電源供電．同時將變頻器切換到2號泵上，由2號泵進(jìn)行補(bǔ)充供水．反之，當(dāng)用水量逐漸減少，即使2號泵的工作頻率已降為下限頻率，而供水壓力仍偏大時，則關(guān)掉1號泵，同時迅速升高2號泵的工作頻率．并進(jìn)行恒壓控制．此方案的主要特點(diǎn)是只用一臺變頻器，故設(shè)備投資少，但如果用水量恰巧在一臺泵全速供水量上下變動是，將會出現(xiàn)供水系統(tǒng)來回切換的狀態(tài)。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，可將供水壓力設(shè)定一個范圍，此方法適用于控制精度要求不是很高的場合。

也可以用兩臺變頻器控制兩臺電機(jī)的方案，由于這種方案沒有切換過程，可使壓力波動減小，實(shí)際的應(yīng)用中使用了該種方案。

3、電氣設(shè)計

在變頻器的品牌和數(shù)量選定后，根據(jù)用戶要求設(shè)計出電路圖。用戶要求本系統(tǒng)兩臺變頻器分別閉環(huán)控制1號和2號注水泵、3號注水泵為備用泵、用軟啟動控制起停，正常運(yùn)行的注水泵如遇故障或檢修，估計在一天之內(nèi)即可排除故障或檢修完畢，在這期間可啟用備用泵．在二次控制線路上注水泵壓力給定量由4.7K電位給定，而壓力反饋值由壓力變送器以4-20mA電流形成從16端輸入。變頻器的啟動和停止由1、2、11端子組成三線式運(yùn)轉(zhuǎn)模式且為雙工控制的邏輯啟停。21和22接出0-10V直流電壓表以觀察變頻器輸出頻率，18、20接入閃光報警器，一旦變頻器出現(xiàn)故障及時報警。一次主線路380V電源經(jīng)過斷路器QF接入變頻器R、S、T端子，U、V、W為變頻器輸出，接至注水泵電動機(jī)，接的時候一定要注意進(jìn)出電源不能接反。

4、主要參數(shù)設(shè)定與調(diào)試

設(shè)置完畢后經(jīng)檢查確認(rèn)無誤，再次檢查電機(jī)線及控制線連接是否正確，也確認(rèn)無誤后通電運(yùn)行。

參數(shù)設(shè)置：

A1-01=4；高級設(shè)定

B1-01=0；由操作器設(shè)定PID給定

C1-01=30~60；加速時間

C1-02=30~60；減速時間

H3-05=B；PID反饋

D1-01=XX；PID給定

O1-03=1；%設(shè)定單位

PID參數(shù)

B5-01=1；PID模式1

B5-02=0.5；比例增益

B5-03=1.5；積分時間

V/F曲線設(shè)置

E1-03=5

由于前期工作做的細(xì)致，試車一次成功。

5、結(jié)論

該系統(tǒng)經(jīng)過半年運(yùn)行，變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，二臺注水泵一般在40HZ左右運(yùn)行，節(jié)能效果非常明顯。一年內(nèi)就收回了投資，設(shè)備機(jī)械磨損小，噪音明顯下降，自動化程度提高，勞動強(qiáng)度減輕，電氣和機(jī)械維修量大大降低，用戶十分滿意。