变频器用于电潜泵[1]
潜油电泵变频调速系统
潜油电泵变频调速系统
摘要：潜油电泵采取全压工频恒压运行，并且采用直接启动，存在着诸如冲击大、影响电泵寿命和油田产量、能耗严重等问题。
随着变频调速技术的发展，变频器应用于电潜电泵系统。
变频器在节能、提高产品质量与自动化程度方面都具有优势，但对潜油电泵也有负面影响。
为此研究潜油电泵的变频调速问题，优化设计变频调速系统，具有重要的现实意义。
主题词：潜油电泵变频调速系统优化设计
[b]1．出现的问题
1．1输出du/dt对电泵的影[/b]响
普通的电压源变频器由于输出电压跳变幅度大，同时逆变器功率开关速度较快，因此会产生较大的电压变化率，即du/dt数值较大。
这会影响电泵的绝缘和轴承的寿命，由于线路分布电感和分布电容的存在，会产生行波反射作用，使得du/dt数值被放大。
（1）行波反射原理及其对绝缘的影响。
潜油电动机动力电缆是一种具有较好绝缘性能、较高强度和承受较高温度的特种电缆。
传输线上一定距离处的电压和电流可以表示为：U=U[sup]+[/sup]+U[sup]-[/sup]；I=I[sup]+[/sup]-I[sup]-[/sup]
式中：U[sup]+[/sup]为电压的入射波，即正向行波；U[sup]-[/sup]电压的反射波，即反向行波。
传输线中实际存在的只是由入射波和反射波合成的电压和电流。
可见随着电缆的加长，由于行波反射作用，du/dt会被放大。
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潜油电泵变频调速系统[/align][/b]。
变频器在水泵控制中的应用
变频器在水泵控制中的应用随着现代科技的不断发展，变频器在水泵控制中的应用越来越广泛。
变频器是一种将交流电源转化为直流电源，再将直流电源变为任意频率的交流电源的电子设备。
它可以调节电机的电压和频率，从而实现对水泵的控制。
本文将介绍变频器在水泵控制中的应用，以及其优点和适用范围。
一、1.调节水泵的输出水量水泵作为一种常见的工业和民用设备，其输出水量的控制是非常重要的。
由于水泵需要应对不同的水流量和水压，因此常规的控制方法通常是通过控制进出水阀的开启程度来实现。
但这种方法的缺点是效率较低，不够灵活。
而变频器可以根据需要对电机进行恒流控制，从而实现对水泵输出水量的精确控制，并保证水泵运行的效率和节能。
2.调节水泵的输出水压水泵在实际应用中，除了需要控制输出水量外，还需要控制输出水压。
传统的水泵控制方法通常是通过调节进出水阀的开启程度来控制水泵输出的水压。
这种方法的缺点是太过依赖人工经验，不能够精确地控制水压。
而通过采用变频器控制水泵，可以方便地实现对水泵输出水压的精确控制。
3.调节水泵的启停时间水泵的启停时间是影响其运行效率和使用寿命的重要因素之一。
如何控制启停时间，是水泵控制中的重要问题。
采用变频器控制水泵的优点是可以使水泵在启动和停止时的电压、电流等参数平稳，从而延长水泵的使用寿命。
同时，变频器还能够实现对水泵启停时间的控制，从而进一步提高水泵的运行效率。
二、变频器在水泵控制中的优点1.节省电能常规的水泵控制方法通常是采取调节进出水阀的方式来控制水泵的输出水量和水压。
这种方法不仅效率较低，而且需要的电能也较大。
而变频器可以根据需要对电机进行恒流控制，从而精准地控制输出水量和水压。
由于节约了不必要的电能消耗，变频器可以实现节能效果。
2. 随着输出水量和水压的变化而调节电机转速变频器可以通过实时检测水泵的输出水量和水压，进而自动调节电机的转速，从而使水泵的输出满足实际需要，而不仅仅是定速输出。
这种电机转速的自适应调节不仅可以提高水泵的精确控制能力，而且可以延长水泵的使用寿命。
2300V潜油电泵专用变频器应用分析
2300V潜油电泵专用变频器应用分析摘要：本文介绍了潜油电泵传统供电方式多种弊病之后，阐述了变频供电方式优越性，进而给出了潜油电泵变频器几个特殊要求和解决办法。
风光电子公司推出1140V潜油电泵变频器并被油田认可之后，现又研制成功了2300V潜油电泵专用变频器。
一、引言用现代高新技术改造现有油田采油设备是大势所趋。
用现代自控技术和变频调速技术来为油田潜油电泵（以下简称潜泵）提供理想电源是这种技术改造过程中一个重要组成部分。
潜油电泵电压等级多为1140V 和2300V。
潜泵按放平面以下1000～3000米处，工作环境极度恶劣（高温、强腐蚀等），传统供电方式—全压、工频使它故障频繁，运行成本大增。
潜泵损坏后提到面上来修理，仅工程费一项就达5万元，价值10万元电缆平均提上放下5次就须更换，潜泵平均每10个月就须维修一次，维修费用约8万元。
传统供电方式危害甚多。
例如：* 潜泵全速运转，当井下液量不富余时，容易抽空，造成死井，一旦死井，则损失惨重。
* 全压、工频工作启动电流大，冲击扭矩大，浪费了电，还对电机寿命有很大影响。
* 油田供电电压常有波动，使电机欠激励或过激励，电机被烧时有发生。
* 几千米井下电缆带来了150V左右线路损耗，这部分损耗无法补偿，影响了电机正常工作。
由上可看出，潜泵传统供电方式必须改造，比较理想供电设备应具备如下特性：＊软启动＊调速方便，即变频运行。
启动时间和运行速度能工况任意设置。
＊不受供电电压波动影响，并能补偿电缆线路损耗。
＊电缆上传输必须是正弦波，否则经电缆反射，电压脉冲叠加，容易烧毁电机。
＊各种保护功能齐全。
＊控制方便、操作简单、显示清楚。
显而易见，满足这些要求非变频器莫属，但市场上容易买到为风机、水泵服务那些变频器不适合，电压等级不符、输出波形正弦、电缆损耗电压无法补偿。
我公司受油田委托成功研制出了1140Ｖ、３０～１00KW潜泵专用变频器系列。
现又承担了2300V潜油电泵专用变频器研制任务。
潜油电泵井应用中压变频器节能效果分析
潜油电泵井应用中压变频器节能效果分析摘要：潜油电泵是油田开采过程中，常用的排水采气的设备，它将气井中的凝析液和地层中的积液排出地面，并将气层中生产压差维持在一定水平，由于井下作业环境十分复杂，受到地层压力、高温影响，潜油电泵会产生大量的冲击电流，损坏潜油电泵的电缆和机组，从而影响潜油电泵运行效率，增加设备损耗，影响到设备的使用寿命。
将变频器应用到潜油电泵中，可以根据根据地层实际情况调整电泵的参数，从而提高设备的运行效率。
关键词：潜油电泵；中亚变频器；节能效果引言：潜油电泵的工频启动时，设备运行负荷常大，需要耗费大量的电能。
油井的供液能力达不到机组运行公路，所以存在大马拉小马的现象，电泵运行功率达不到设计的80%。
由于设备的装机功率损耗非常大，电泵依然按照原有的速度在运行，但是达不到设备排气和供液的要求，所以导致设备的无功损耗非常严重，从而降低了潜油电泵的使用寿命。
为了积极响应国家节能减排的政策，需要对潜油电泵进行节能改造。
将变频器安装在潜油电泵上可以按照生产要求设置电泵的工作频率，提高设备生产效率。
1.变频器概述1.1变频器的构成变频器是将微电子技术和变频技术结合，改变电机工作频率达到控制交流电动机的电力设备。
变频器主要是由整流、滤波、逆变器、控制器、驱动单元、检测单元微处理单元等构成。
整流单元将固定的交流电转变为直流电，满足变频器运行要求；逆变器由大功率开关晶体管阵列构成的电子开关，它可以直接将直流电转化为不同频率、宽度和幅度的方波。
控制器按照电机的运行要求，控制输出的方波和频率，叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机运行；驱动单元主要驱动电机的运行；微处理单元主要是处理变频器内部的数据信息。
变频器内部的IGBT元件可以调节输出电源和电压，并根据电机的实际要求控制电源电压，从而达到调速节能目的。
变频器在运行过程中，还可以对电机运行过程产生的过电流和过电压进行处理，从而达到保护电机的目的。
1.2中压变频器的种类由于变频器具有调速范围宽、调速精度高、响应快、操作方便等优点，因此广泛应用在工业领域，极大地提高了生产效率。
变频器在深井潜水电泵控制系统中的应用
变频器在深井潜水电泵控制系统中的应用摘要：应用变频器控制深井潜水电泵电机的转速,使深井潜水电泵的流量相匹配,在水罐压力降低或升高时,深井潜水电泵的转速自动上升或下降,这样实现深井潜水电泵连续运转,避免频繁启、停对电泵机组、电缆的损害,实现节能环保和避免专人职守的目的,为楼宇自动供水系统实现一条新途径。
关键词：变频器深井潜水电泵远传压力表1、简介某公司自有一口120米深的深水井,水资源充足;深井为该公司五层办公楼提供生活用水。
利用一台变频器控制一台32kW潜水电泵,潜水电泵抽水补给一座10吨容量压力水罐。
水罐出水口处装设0-0.7MPa量程远传压力表,通过压力表的反馈信号,变频器自动调节输出频率,从而控制深井潜水电泵电机的转速,使深井潜水电泵的流量相匹配,在水罐压力降低或升高时,深井潜水电泵的转速自动上升或下降,这样实现深井潜水电泵连续运转,避免频繁启、停对电泵机组、电缆的损害,实现节能环保和避免专人职守的办公楼自动供水系统。
2、变频控制潜水电泵系统节能原理:由电机特性分析可知,均匀改变电机供电频率F,就可以平滑地改变电动机的转速,从而改变泵机的转速;结合泵机特性分析,降低电动机转速,电动机输入功率也随之减少,泵机轴功率就相应减少。
这就是控制器控制水泵的节能原理。
另外,水泵起动时的急扭和突然停机时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂,严重的可能造成电机的损坏,水泵采用变频器调速以后,可以根据工艺的需要,实现泵机的软启动和软停机,从而有效解决急扭及水锤现象。
而且在用水量不大的情况下,可以降低泵机的转速,这样不仅避免了水泵长期工作在满负荷状态,造成的电机过早的老化,而且变频器的软启动大大减小泵机启动时对机械的冲击,也具有节能的作用,其节电率一般在15%-40%左右。
控制参数选择:变频器是整个系统的核心中枢,变频器的各项参数设置决定系统的稳定状态。
(1)频率输入通道选择:本系统采用VCI模拟设定（VCI—GND）。
变频器在水泵应用的原理
变频器在水泵应用的原理1. 引言变频器是一种用于调节电动机转速的设备，广泛应用于工业生产中的水泵系统中。
本文将介绍变频器在水泵应用中的原理。
2. 变频器的工作原理变频器通过改变输入电源的频率来调节电动机的转速，进而实现对水泵的流量和压力控制。
其工作原理主要包括以下几个方面：•电源变频：变频器将输入电源的频率从固定的工频(一般为50Hz或60Hz)转变为可调节的频率。
通过调节输出频率，可以实现对电动机转速的精确控制。
•电机控制：变频器将变频后的电源供给电动机，控制电机的运行速度。
根据不同的需求，可以实现电动机的启动、停止、正反转等控制功能。
•电流控制：变频器还负责对电动机的电流进行调节，保证电机在工作过程中的运行稳定性。
通过控制电流的大小，可以避免电机因过载而损坏。
•保护功能：变频器还具备各种保护机制，如过载保护、短路保护、温度保护等，保证电动机和系统的安全运行。
3. 变频器在水泵应用中的优势变频器在水泵应用中具有以下几个优势：•节能减排：传统的水泵系统往往采用调节阀门的方式来调节流量，但这种方式会浪费大量能源。
而通过变频器控制水泵的转速，可以根据实际需求来调节水流，实现节能减排的目的。
•保护水泵：变频器可以通过控制电流和电压的大小，使水泵在工作过程中达到最佳状态，减少水泵的磨损和故障率，延长水泵的使用寿命。
•提高控制精度：变频器可以精确地控制水泵的转速，使得水泵的流量、压力等参数可以根据实际需求进行调节，提高了水泵系统的控制精度。
•降低噪音和振动：变频器可以调整电机的转速和运行状态，减少水泵系统的噪音和振动，提升了工作环境的舒适性。
4. 变频器在水泵应用中的实际案例下面以某工业水泵系统为例，介绍变频器在水泵应用中的实际效果：•引言：该工业水泵系统用于输送高粘度液体，传统的恒速水泵无法满足其流量和压力需求。
因此，采用变频器来控制水泵的转速，以适应不同的工况。
•优势：–节能减排：变频器减少了水泵的能耗，每年节约电力达30%以上，减少了对环境的污染。
变频调速技术在油田潜油电泵中的应用
可 减 少 结 蜡 、 垢 而 降低 管 路 堵 塞 次 数 ； 于 稠油 结 对 油 井 ， 低 速可 可 减
观 的节能 效果 。
运行 情 况 ， 由单 片 机计 算 出当前 最优 的频 率 和 电压 参 数 （ ｕ 决 定 ）实 时地 给 定 定 时 器 定 值 和 数 据 由 ／ ｆ ， Ｒ Ｍ页地 址 ， Ｏ 以定 时 器 的输 出频 率 为 节拍 ， 按顺 序
命 ； 于 含 气 油井 ， 提 高 转 速 减 少 油 气 分离 不佳 对 可
所 致 的气 锁 现 象 出 现 而增 产增 效 ； 于 含 蜡 油 井 ， 对
器 和锁 相 环节 组 成 ； 电压 波 形数 据存 储 部 分 主要 由
随 机 存 储 器 （ Ｏ 、 址 锁 存 和数 据 分 配 环 节 组 Ｒ Ｍ） 地 成 。其 工作 原 理 为 ： 程 序 控制 下 ， 据 系 统 实 际 在 根
潜 泵 在 高压 下 长 期 运 行 。可 按 油 井 当前 状 况 调 节 出油量 ， 油井工作 在 最佳状 态 。 使
图 １ 三 电 平变 频 控 制 系统 简 图
（ ） 电脑智 能控 制 ， ４ 微 自动 适 应 ， 自动 跟 随 ， 无 需 人 工调 整 ， 可组 成 压 力 、 亦 温度 闭环 系统 ， 高 自 提 动 化 程度 及 实 现最 佳控 制 。采用 变 频调 速 后 ， 于 对 富油 油 井 ， 以增 产 ； 于贫 油 油 井 可 以做 到 连续 可 对
生 产 且减 少停 井次 数并 达 到 节能 的 目的 ； 对含 砂 油 井 ， 以减少 卡 泵 次数 ， 可 反转 排 砂 ， 长 电泵 寿 可 并 延
三 电平 变频 调速 控制 系统 按 功能 分为 ４ 主要 个 部分 ： 即控 制 监测 部 分 、 频率 生 成部 分 、 电压 波形 数 据 存储 部 分 和 变换 输 出部 分 。控 制 监 测 部 分 由核 心 单 片 机 构 成 ； 率 生 成 部 分 主要 由定 时器 、 数 频 计
变频器在水泵控制系统中的应用
变频器在水泵控制系统中的应用水泵是工业生产、民用建筑、农业灌溉等领域广泛应用的设备。
传统的水泵控制方式使用阀门或旋钮来控制进水量，这种方式控制过程不精确，能耗较大。
因此，越来越多的水泵控制系统开始使用变频器来控制水泵的转速。
本文将探讨变频器在水泵控制系统中的应用。
一、变频器的工作原理变频器是一种将交流电转换成直流电，再将直流电转换成可调频率交流电的电力变换器。
它通过改变电机供电频率来控制电机的转速。
传统的电网供电频率为50Hz，因此电机转速只能保持在恒定的50Hz。
而使用变频器则可以改变输出频率，从而调节电机的转速。
二、变频器在水泵控制系统中的优势1. 变频器可以根据需要调整水泵的流量和压力，使水泵的运行更加精准、稳定。
2. 变频器可以避免水泵空转或干运转，从而延长水泵寿命，降低机械损耗，减少维修费用。
3. 变频器可以降低水泵在启动过程中的电流冲击，从而减轻电网压力，减少能耗。
4. 变频器可以通过实时监测水泵的运行状态来提高水泵的安全性，保障生产工艺和设备的稳定运行。
三、变频器在水泵控制系统中的应用非常广泛。
以给排水系统为例，变频器可以根据压力，流量自动调节水泵转速，从而实现节能、控制水位、保护设备等功能，更好地适应需求变化。
同时，在工业生产中，变频器可以适应系统不同的工况需求，实现高精度、高灵敏的控制和监测。
例如，在水泵不同的工况下，变频器可以调节实际电压和电流值，避免过大或过小的电流冲击，从而保护水泵，减少能耗。
四、结论随着现代化科技的不断发展，变频器在水泵控制系统中的应用将越来越广泛。
通过变频器的精确控制，水泵的效率、稳定性、可靠性都将得到大幅提高，有力地推动了节能减排的目标实现，实现工业生产的可持续发展。
变频潜水泵原理
变频潜水泵原理
变频潜水泵是一种通过变频器控制电机转速和功率的水泵。
其原理是通过改变电机的供电频率，从而调节电机的转速和输出功率。
变频器将交流电源转换为可变频率的交流电源，通过改变输出频率，可以实现对电机转速的精确控制。
变频潜水泵由电机、水泵和变频器三部分组成。
电机作为动力源，通过变频器调节电机的供电频率和电压，从而控制电机的输出功率。
变频器是控制器，通过调节输入频率和电压以及输出频率和电压，实现对电机转速和功率的精确控制。
水泵则负责将液体从低位输送到高位，提供所需的水压。
变频潜水泵的工作原理是将电能转化为机械能。
当变频潜水泵开始工作时，变频器将电能转换为适合电机工作的频率和电压，然后供给电机。
电机根据供电频率和电压的变化，改变自身的转速和输出功率，驱动水泵的运转。
水泵通过叶轮的旋转将液体吸入，并通过出口管道排出。
随着供电频率和电压的变化，电机的转速和输出功率也会相应调整，从而实现对水泵的精确控制。
变频潜水泵的优点是可以根据实际需要自由调节水泵的功率和转速，从而适应不同工况下的需求。
同时，由于变频器可以对电机进行精确控制，可以减少能源的浪费，提高水泵的效率。
变频潜水泵还具有自动保护功能，可以检测电流、温度和压力等参数，一旦出现异常情况会自动停止工作，从而保护设备安全。
变频器在潜水泵和深井泵中的应用
变频器在潜水泵和深井泵中的应用潜水泵和深井泵是两种常见的水泵类型，它们在水利工程、城市给排水、农业灌溉等领域有着广泛的应用。
在传统的水泵应用中，常常存在水泵运行效率低、噪音大、易损件寿命短等问题，这些问题的存在不仅降低了水泵的工作效率，还会影响到管道和设备的正常运行。
为解决这些问题，人们引入了变频器技术，通过变频器调节水泵的转速和流量，达到有效降噪、节能减排、提高水泵的寿命等效果。
接下来，我们将详细介绍变频器在潜水泵和深井泵中的应用。
一、潜水泵潜水泵广泛应用于城市给排水、园林喷灌、污水处理等领域，其主要特点是安装方式有多种选择、运输方便且能够实现自动化控制。
然而，潜水泵在运行过程中通常会遇到以下问题：一是高位水箱供水不足，水泵需要一直运行以增强供水，这样不仅浪费能源，还会缩短水泵的使用寿命；二是水泵的启动冲击电流大，影响电网供电和设备使用寿命；三是水泵运行时噪音大，会影响生活和工作环境。
针对这些问题，变频器技术在潜水泵中的应用成为改善水泵性能的一种有效方法。
基于变频器技术的潜水泵可以有效降低水泵的启动冲击电流，减少对电网的冲击，保障电网的稳定运行。
另外，通过变频器的无级调速功能，水泵可以根据实际需求调节转速，实现精准的供水计量，大大降低了浪费。
最后，利用变频器的波形控制技术，水泵的运行噪音可以显著降低，为人们营造更加安静的生活和工作环境。
二、深井泵深井泵作为一种特殊的水泵类型，主要用于从深井中抽取地下水进行饮水、灌溉和工业生产等用途。
传统的深井泵系统通常存在抽水不足、抽水速度不稳定等问题，而且存在启动电流大、噪音大、易损件寿命短等问题。
这些问题不仅会影响抽水效率，还会缩短设备的使用寿命。
在解决这些问题的过程中，变频器技术在深井泵中的应用得到了广泛的关注。
基于变频器技术的深井泵系统具有无水冲击启动的特点，无需增加起重设备，可直接启动。
此外，变频器还可以根据实际液位需求，实现深井泵的智能控制，减少能源的浪费，提高设备的工作效率。
变频器和潜液泵的工作原理
变频器和潜液泵的工作原理
变频器（Variable Frequency Drive, VFD）是一种电气设备，用于控制交流电机的转速和输出功率。
其工作原理基于调整交流电源的频率和电压来改变电机的转速。
变频器的主要功能是将输入的固定频率和电压的电源转换为可调的输出频率和
电压。
它由直流输入电路、输入滤波器、三相桥式逆变器、输出滤波器和控制单元组成。
当交流电源通过输入滤波器进入变频器时，直流输入电路将其转换为直流电压。
然后，直流电压通过逆变器的三相桥配置将其转换为可调的交流电压和频率。
控制单元通过对逆变器的调节来控制输出电压和频率，从而实现对电机转速的控制。
潜液泵是一种专门用于提升水和其他液体的泵。
其工作原理基于离心力和压力的相互作用，通过转动叶片或叶轮来将液体从低处抽取到高处。
潜液泵通常由电机、泵体和叶轮组成。
电机通过电力驱动泵体内的叶轮，使其转动。
当叶轮转动时，离心力在液体中产生，将液体从入口处抽取到出口处。
在抽取过程中，液体会经过泵体和叶轮的连续作用，从而不断被向上推动。
潜液泵的工作原理可以用以下步骤总结：
1. 电机驱动叶轮旋转；
2. 叶轮的旋转产生离心力；
3. 离心力将液体从入口处吸入；
4. 液体被向上推送到出口处；
5. 液体从出口处排出。
电潜泵“中压变频一拖三”技术在海上油田的应用
电潜泵“中压变频一拖三”技术在海上油田的应用摘要：本文介绍了一种在海上油田采油平台使用的由一台中压变频对三台电泵进行拖带的自动控制技术。
通过系统内部的PLC控制单元，系统可以分别实现对三台电泵的变频启动及工频同步切换运行；或在任意两台泵切换至工频运行后，对第三台泵进行变频拖动；或在变频器故障时对三台泵直接进行工频启停操作。
关键词：变频器；一拖三；PLC；同步切换1引言目前，变频启动和变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向 [1]。
变频器在油田生产中也得到了广泛应用，油田利用变频器拖带电潜泵，使之由以前的硬启动变为软启动，增加了电潜泵的使用寿命[2]。
尤其在海上油田中，油井集中，使得电潜泵的集中控制更加方便和必要。
海上平台一般集中有20~30台电潜泵，全部使用变频器一对一拖带的话，投入资金较多。
早期传统的方法是采用“一变多控”进行控制，其利用一台变频器对平台全部电潜泵进行控制。
因各电泵电压参数不同，“一变多控”系统一般使用低压变频器，再配套整流变压器、多抽头升压变压器、高压切换柜以及中央控制柜等设备。
系统配置复杂，且全部电潜泵（20~30台）中只能有一台可以长期由变频器拖带，不能满足井况复杂的电潜泵长期变频拖带的使用要求。
“中压变频一拖三”系统相比传统的“一变多控”系统更加简化，使用更加灵活，不需要额外的配套设备。
在整个电潜泵控制系统中，使用多套“中压变频一拖三”系统，既可以保证所有油井都可以变频启动，又保证了有多台电泵可以长期处于变频拖带状态。
而且相比于一对一变频拖动，又能节省一多半的资金，是各方面都可以兼顾的一种变频应用方案，比较适合海上油田采油平台的实际使用情况。
2系统结构和工作原理“中压变频器一拖三”系统使用一台中压变频对三台电泵进行拖带，系统由一台中压变频柜及三台独立的工频控制柜组成，每台工频控制柜中有单独的控制电源及保护单元，这样的布置有利于在故障后实现单台泵控制系统的检修。
中压变频器在潜油电泵井的应用
供了可靠的保障。
关锐词 ： 潜油电泵 工频 变频 变频器
Ｔ ｅ ｐｉ ｔ ｎ Ｍｉ Ｖ ｌ ｇ Ｖ ｒ ｂｅ ｅ ｕｎ ｙ ｈ Ａ ｌ ａｉ ｏ ｐ ｃ ｏ ｆ ｄ ｔ ｅ ｉ ｌ Ｆ ｑ ｅｃ ｏａ ａａ ｒ Ｃ ｎ ｏｌ ｉ ｌ ｒ ａ Ｓ ｂ ｒｉ ｅ ｐ ｌ ｒｌ ｒ Ｅ ｅｔｉ ｌ ｍｅｓ ｌ Ｐ ｍ Ｗｅ ｓ ｏ ｔ ｅ ｎ ｃ ｃ ｕ ｂ ｕ ｌ
６０ ６０ ， ０－２ ０ Ｖ ）工作在高温、 高压、 强腐蚀、 含沙
石的几百米乃至几千米的地层下 ， ， 因此 目前油田
潜油电泵普遍采用的工频起动、 工频运行的方式 存在很多问题 。
万方数据
电气传动
２０ 年 ０４
第３ 期
无法使电机随井况的变化而调整电泵的工作状 态。在地层供液不足时只能靠更换油嘴的方法来 满足对产量的控制， 费时费工， 即使这样也难以保 证井下不被抽空 ， 一旦抽空 即可造成潜油电泵 的
１潜油电泵的连续工频全压运行方式导致了 ） 巨大能耗 ， 一方面潜油电泵不论井下油层液面高 低如何 ， 不论电机是工作在空载还是轻载状态， 都 以工频全压的方式运行， 导致了很大的能源浪费； 另一方面由于潜油 电机的功率 因数低 （ Ｓ ＝ ＣＴ Ｏ
０６）也造成了很大的无功损耗。 ．８，
２ 当电机工频全压起动时， ） 产生很大的冲击 起动电流（＾１ 倍电机的额定电流） （ ０ ６ 。这将对在 井底的特殊工况下对绝缘要求很高的潜油电机、 井下电缆等产生相当程度的损伤， 在一定次数的 起动之后将直接导致这些部分的绝缘严重损伤， 甚至是短路事故造成设备的损坏； 另外当潜油电 泵全压工频起动时电机扭矩过大， 由于潜油电泵
由于潜油电泵工频起动、 工频运行的控制方
式不能实现软启、 软停 ， 使得电机、 电缆的绝缘性 能降低 ， 在很大程度上影响了潜油电泵的使用寿 命。 加之油田大部分井下的电泵排量偏大， 普遍存 在着“ 大马拉小车” 现象， 易出现欠载停机的状况。 为了加强电泵井管理， 延长电泵运行时间， 降低电 泵生产能耗， 全面提高电泵井的生产效率和经济 效益， 同时为了实现电泵井合理化开采， 为实现未 来 自动化集控生产做好准备。 经认真调研， 公司引 进 了天津华 云 自控股份有 限公 司生产 的 Ｈ － Ｙ Ｖ Ｒ ＭＶ变频器 。 Ｅ Ｔ
变频调速技术在油田潜油电泵中的应用
变频调速技术在油田潜油电泵中的应用朱益飞/高级工程师关键词/Keywords变频·潜油电泵·节能·电气节能|Energy Conversation·石化电气·2020 年第30卷第11期变频调速技术在油田潜油电泵中的应用针对潜油电泵过去使用中存在的诸多问题,提出了采用中压变频调速技术的应用解决方案,介绍了中压变频调速驱动技术的工作原理、性能特点,介绍了胜利油田孤东采油厂潜油电泵节能技术改造前的状况、电潜泵井节能改造情况,分析了潜油电泵的变频节能改造效果。
朱益飞1淳永忠2张恒钰1董玉忠1/1.胜利油田孤东采油厂 2.胜利油田河口采油厂油田潜油电泵采油技术属于二次采油技术,它具有采油作业面占地小、施工操作简单、排液量大和采油效率高等优点,特别适用于油田开发中后期的高含水油井,是油田一种重要的采油设备之一,广泛应用于国内外各油田。
据统计,全国各油田总装机数量在5万台以上。
现在普遍使用的潜油电泵电动机额定功率为37 75kW ,由于油井管径较小,为了减小电线截面积,所以普遍采用额定电压为660 2000V 的三相异步电动机。
由于电潜泵在地下1 3km 的井底工作,环境非常恶劣(高温、强腐蚀等,传统供电方式———全压、工频使其故障频繁,运行成本大增,主要存在以下几个问题:1由于电动机直接起动,上电起动时冲击电流大,分布电感使系统内反压过高,经常造成系统多部分绝缘损伤,造成电动机潜油电缆故障频繁。
2由于井下压力不同,油层深浅不同,采用工频运行方式时,不能有效控制采油速度,使得采油质量难以控制,有时采油含水量过大,甚至有时伴随将泥砂抽出的现象,造成电泵砂卡损坏故障。
3由于电泵设计裕量往往偏大,尤其是井下液量不足时,泵产生的油压过高,故会缩短泵的使用寿命,其维修及更换几率增加。
4由于油田电网地处电网末端,电压不稳,造成潜油电泵损坏现象的发生。
5油田潜油电泵是油田生产的主要高能耗设备之一,平均单井日耗电量超过2000kW ·h 。
变频器在水泵系统中的应用
变频器在水泵系统中的应用变频器是一种用于控制马达转速的电子装置，在水泵系统中有广泛的应用。
本文将重点介绍变频器在水泵系统中的应用，包括其原理、优势以及适用场景。
同时，本文将分析变频器在水泵系统中的效果，并对未来的发展进行展望。
一、原理变频器是通过改变交流电频率来调整马达转速的装置。
具体而言，变频器通过将交流电转换为直流电，然后再将其转换回交流电，并可根据需要改变输出交流电的频率，从而控制马达的转速。
这种频率调节的能力使得变频器成为水泵系统的理想控制设备。
二、优势1. 节能高效：变频器可以根据实际需求自动调整水泵的转速，从而降低能耗。
在低负荷运行时，变频器能够将水泵的转速降低，节省能源。
相比之下，传统的水泵驱动方式往往只有两种转速选择，无法实现节能效果。
2. 平稳运行：变频器能够实现平稳加速和减速，避免了水泵启动和停止时的冲击，延长了设备的使用寿命。
3. 精确控制：变频器具有精确的转速控制功能，能够根据不同的工艺要求，将水泵转速调节到最佳状态，提高系统的运行效率。
4. 减少水击：水击是由于管路系统中的压力变化引起的水流冲击。
使用变频器能够控制马达启动和停止的速度，降低水击的风险。
三、适用场景变频器在水泵系统中广泛应用于以下场景：1. 极端条件：对于一些特殊工况，如恶劣环境、高温或低温条件下的水泵运行，传统的启停方式可能会导致设备受损。
而变频器能够实现平滑启停，在极端条件下更加可靠。
2. 变动负载：某些工业生产过程中，水泵负载可能会随着生产变动而有所调整。
采用变频器可以根据实时需求调整马达转速，保持水泵系统的高效运行。
3. 多泵系统：在某些应用中，多个水泵需要同时工作以满足需求。
变频器可以在不同水泵间实现联动控制，使得水泵系统协调工作，提高整体性能。
4. 高要求工艺：在一些对水流控制要求高的工艺过程中，变频器能够根据实际需求调整马达转速，确保流量和压力的精确控制。
四、效果与展望变频器在水泵系统中的应用已经取得了显著的效果。
变频器在水泵控制系统中的应用
变频器在水泵控制系统中的应用随着科技的不断发展，变频器在水泵控制系统中的应用越来越广泛。
变频器是一种能够控制电机转速的电子设备，它可以通过改变电机的频率来控制电机的转速，从而实现对水泵的控制。
在水泵控制系统中，变频器的应用可以带来很多优势，下面我们就来详细了解一下。
变频器可以实现对水泵的精确控制。
在传统的水泵控制系统中，通常采用阀门或者调节水泵的进出口来控制水流量，但是这种方法存在很多缺点，比如控制不够精确、能耗较高等。
而采用变频器控制水泵，则可以通过改变电机的转速来控制水泵的流量，从而实现对水泵的精确控制。
这种方法不仅能够提高水泵的控制精度，还能够降低能耗，提高水泵的效率。
变频器可以实现对水泵的软启动和软停止。
在传统的水泵控制系统中，水泵启动和停止时会产生较大的冲击力，容易对水泵和管道造成损伤。
而采用变频器控制水泵，则可以实现对水泵的软启动和软停止，从而避免了冲击力对水泵和管道的损伤。
这种方法不仅能够延长水泵和管道的使用寿命，还能够提高水泵的运行稳定性。
变频器可以实现对水泵的多泵联动控制。
在一些大型水泵系统中，通常需要多个水泵联动工作，以满足不同的水流量和水压要求。
而采用变频器控制水泵，则可以实现对多个水泵的联动控制，从而实现对水泵系统的整体控制。
这种方法不仅能够提高水泵系统的运行效率，还能够降低系统的维护成本。
变频器可以实现对水泵系统的远程监控和控制。
在一些远程地区或者需要长时间监控的水泵系统中，通常需要实现对水泵系统的远程监控和控制。
而采用变频器控制水泵，则可以通过网络连接实现对水泵系统的远程监控和控制，从而方便了对水泵系统的管理和维护。
这种方法不仅能够提高水泵系统的管理效率，还能够降低系统的维护成本。
变频器在水泵控制系统中的应用具有很多优势，可以提高水泵的控制精度、降低能耗、延长水泵和管道的使用寿命、提高水泵系统的运行效率、降低系统的维护成本等。
因此，在设计和建设水泵系统时，应该充分考虑采用变频器控制水泵，以实现对水泵系统的优化控制。
基于变频器的电潜泵智能系统及其控制方法
- 29 -高 新 技 术0 引言电潜泵是1种在井下工作的多级离心泵，它与油管一同被放到油气井液面以下。
地面控制系统通过控制单元、升压变压器和动力电缆启动电潜泵电机，使其带动多级离心泵旋转，将油气井中的井液举升至地面。
电潜泵作为1种井下大排量、高扬程的井液举升设备，它能广泛应用于油井采油、气井排水采气等工况；特别是在排水采气时，变频电潜泵可以不受井深和井斜的限制，由于排量可调，因此它可以用于作业的全生命周期，适合在高气液比、高扬程的工况中应用，且有一定的处理固体颗粒的能力，能解决绝大多数的井下问题，因此得到了广泛应用。
电潜泵最初采用定频电机驱动，由于存在启动电流大、不节能以及寿命短等缺陷，因此逐步改为变频控制系统，该系统具有启动电流小、泵排量连续可调、可以避免电机频繁启停、节能以及可以延长电潜泵寿命等优点。
电潜泵工作深度较大、电缆较长且电压压降较大，采用变频系统后，可以自动稳定电机电压，保证电机处于正常的工作状态下，从而减少机组异常停机的次数。
电潜泵智能系统能够对电潜泵在启动过程和生产过程中出现的异常情况进行监控和自动处理，例如固体颗粒或者沉淀物堵塞电潜泵，造成电潜泵启动困难或过载，增加了电能消耗；由于含气量过高导致电潜泵抽吸不到井液；因系统工作不稳定而产生气锁现象，从而导致电机温度异常升高等[1]；这时需要控制系统能自动针对异常情况进行反应和处理，如果遇到无法自动处理的复杂工况，系统还能够提供远程专家会诊。
1 电潜泵智能系统整体设计方案电潜泵智能控制系统由信号采集单元、电机控制单元、智能控制单元和云服务器单元组成，系统框架如图1所示。
控制系统实时采集井底泵组传感器的信息，通过对比实际值和理论值之间的偏差，对变频器进行实时调整，调整井下电潜泵的工作状态，消除实际值与理论值之间的偏差，维持电潜泵的正常运行，从而实现闭环控制。
由于该系统是实时采集数据，并对变频器进行实时调整，因此大幅提高了系统的响应速度和控制精度，为电潜泵智能控制提供了有力的保障。
变频技术在充水式潜水电机中应用
—－ 上层绕组的分布系数复数表达式； 一 下层绕组的分布系数复数表达式； 每极每相槽数 ； 谐波的次数 ；
层绕 组每 槽 内的匝 数 。
缘为对地 主绝 缘的双倍厚度， 具有极高的匝间绝
缘 强度。 与 普 通 三 相 异 步 电动机 相 比 ， 更 适合 于
， —＿ 上层绕组与下层绕组错开的电角度；
研究与交流
变频技术在 充水 式 潜水 电机 中应用
胡 薇 金 雷
合肥恒大江海泵业有限公司 （ ２ ３ ０ ０ ８ ８ ）
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ － ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ － ｆ ｉ ｌ ｌ ｅ ｄ Ｓ ｕｂ ｍｅ ｒ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ
１ 变频 器对 电机的影响
在变频调速控制系统 中， 供 电系统中电压除 基波外不可避 免含有 高次谐 波分量。 这些谐 波
对 电 机 的 影 响 主 要 体 现 在 电动 机 定 子 铜 耗 、 转
损耗发 热和 电磁 振动力 ， 加速 了绝 缘材 料的老
化， 所以应加强电机绝缘和提高整体机械强度 ，
一
变频起动和变频运行。 由于变频电源供 电具有电
压 空间谐波和时间谐波 ， 有很高的电压变化 率，
即ｄ ｕ ／ ｄ ｔ 和 谐 波 电压 的尖 峰值 。 前 者 引起 的 电 压 入 射 波 在 定 子首 端 几 匝 上 承 受 ８ ０ ％的过 电压 幅
一
ｍ — 土 层绕组每槽 内的匝数；
—
值， 绕 组首 匝承受 的匝间电压超过平均匝间电压 １ Ｏ 倍 以上 ， 这就 是 普通 三相异步 电动机 绕组 局 部击穿， 特别是首 匝附近绝缘击穿的原因。 后者 峰值 电压会 源自起电晕现象 ， 长期运行会加速 绝缘
英威腾Goodrive3000系列变频器在潜油电泵上的应用
英威腾Goodrive3000系列变频器在潜油电泵上的应用关键字：潜油电泵变频器 Goodrive3000导读：潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器和潜油电缆等将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。
通过变频驱动的潜油电泵性能稳定，节电率高，且大大减少油泵系统的维护。
本文主要介绍英威腾新一代1140V中压Goodrive3000系列三电平变频器在河北胜利油田某现场的应用。
英威腾Goodrive3000系列变频器在潜油电泵上的应用英威腾Goodrive3000系列变频器1. 引言潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器和潜油电缆等将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。
通过变频驱动的潜油电泵性能稳定，节电率高，且大大减少油泵系统的维护。
本文主要介绍英威腾新一代1140V中压Goodrive3000系列三电平变频器在河北胜利油田某现场的应用。
2. 潜油电泵系统的结构及工作原理图1潜油电泵系统示意图潜油电泵系统由七大部分组成：潜油电机、保护器、油气分离器、潜油电泵、动力电缆、控制柜和接线盒。
与其配套使用的还有小扁电缆护罩、电缆卡子、单流阀、泄油阀等。
下面为每个部分的作用简介：a. 潜油电机组中使用的电机为三相鼠笼式异步电机，潜油电机工作电压一般为400-2600V，电流一般为30-120A。
电机功率与电机长度成正比，但每节电机长度最长不大于10m，电机可以串联使用。
b. 保护器主要是保护潜油电机，阻止井液进入潜油电机，避免烧毁潜油电机;c. 油气分离器对于含气的电泵井，井液在进入潜油电泵之前，要先通过油气分离器进行气、液分离，以减少气体对潜油泵工作性能的影响;d. 潜油电泵是一种多级离心泵，当机组被启动后，潜油电机带动潜油电泵轴及轴上叶轮高速旋转，将油液抽送至地面;e. 动力电缆是一种用特殊材料绝缘并密封，外加钢带铠装的潜油动力电缆，其功能是将地面的电能输送到井下的潜油电机;f. 控制柜用于潜油电泵的启动和停机，以及运行中的一系列控制;g. 接线盒的作用是连接控制柜到井口之间的潜油电泵动力电缆，以排除电缆中的气体，防止油井中的易燃气体进入控制柜，发生火灾或爆炸，所以每口油井电泵都必须安装接线盒。
电潜泵变频器PPT教案
课程内容
第三部分
变频器参数设 置
11
2021/6/5
从上至下依次设置参数如下：
1、变压器档位电压（V）：根据当前变压器档位 电压设置；
2、过载电流设置（A）：根据电机额定电流的 1.2倍设置；
3、欠载电流设置（A）：启动变频器和调节频率 时不要设置，长期运行在稳定频率后，根据 实际运行电流的0.8倍设置。
4、过压电压设置（V）：根据（电机额定电压+ 电缆压降）的1.2倍设置。
5、欠压电压设置（V）：启动变频器和调节频率 时不要设置，长期运行在稳定频率后，根据 实际运行电压的0.8倍设置。
6、过载延时设置（S）：建议5s；欠载延时设置 （S）：建议8s；
7、过压延时设置（S）：建议5s；欠压延时设置 （S）：建议8s；
8、短路保护设置（A）：电机额定电流的4-7倍，
变频器上电完成后，点击[Menu]按键可进入菜单选择界面，通 过F1~F5功能键，我们能够选择到我们需要进行设置的某一项 参数。
2021/6/5
课程内容
第四部分
常见故障与处 理
14
1、变频器通讯故障 故障现象：变频器红色报警灯亮起，中央控制柜中没有此变频器的状态显示。
该参数。（2）将变频器参数恢复出厂设置、重新设置变频器所有参数。 3、变频器过温故障 故障现象：当变频器运行温度过高时，首先会有报警显示但不会影响变频器运
行，如果温度超过极限值，变频器将报故障并停机。中央控制柜中显示变 频故障，平台中控室会有故障报警显示。 解决方法： 降低室内温度，使变频器在合适的温度下运行。
课程内容
第五部分
操作注意事项
21
1、中央控制柜主控机不可断电。 主控的中央控制柜不可断电，无论是工控计算机还是PLC都不可
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变频器用于电潜泵
李红梅付承鹏!大庆油田采油六厂"
赵宝兰!大庆油田高级人才培训中心"
主题词变频器潜油电泵控制生产井应用
电潜泵具有结构简单#效率高#抽油量大#维护保养简单方便#占地面积小#容易实现自动控制等优点$已经成为我国油田稳产#高产和获得更好经济效益的采油设备%大庆油田到&’’’年底为止$电潜泵采油井数占总数的()*’+$而采油量占总数的,-*.+%现在已有了更大的发展$电潜泵是增产石油$提高产量的较好设备%
聚合物驱油进入工业性开采$使油井液量下降$油井的供排系统发生变化$影响着电泵井的排量效率%特别是对供排关系变化较大的井$依靠油嘴调整$满足不了生产需要%为了解决这一问题$利用变频装置改变机组转速$来调整泵的排量$以满足聚合物驱块的地层供液量的需要%
通过变频器控制潜油电泵的转数$使潜油电泵的排量与供液量相匹配$在油井供液不足时$潜油电泵的转数自动下降$这样达到潜油电泵连续运转$避免频繁起停对电泵机组电缆的损害$实现节能和延长电泵井检泵周期的目的%
/*变频器的工作原理
异步电动机的转速与供电电源的频率成正比$关系式为0
123)4!&56"78
式中0199异步电动机转速$:7;<=>
699电动机转差率$?>
49电源频率$@A>
899电机定子绕组极对数%
从上式可以看出$电动机的工作转速1与供电频率4成正比线性关系%因而可以通过改变供电电源的频率$从而改变电动机的转速%所以$电动机的工作转速具有很好的可调性%根据上述公式$就可以得出任意频率下的电潜泵特性曲线$并从特性曲线可以看出$运用变频装置$增大了电潜泵机组的调整范围%
B*变频器的主要功能
以原油田分公司采油五厂和深圳华能控制系统有限公司共同开发的潜油电泵变频器为例%它由东芝C D5-E变频器F 保护及控制单元F波形处理器单元F专用变压器组成%主要采用变频器配矢量电流控制卡$完成电动机调速$转矩电流测量及控制功能%G H I控制及保护单元组成保护控制单元$负责系统对电泵机组的保护控制$主要功能如下0 !&"软启动功能%变频器在工作状态下$在启动时间内平稳启动电机$整个软启动过程中$不存在工频启动电机时的大电流#高电压冲击现象$从而有效保护井下电机和电缆%在工频启动潜油电机时$瞬间的冲击电流一般为电机额定电流的E J K倍$约&K)J())L$对井下机组#电缆的冲击损坏非常大$极易造成机组#电缆故障%
!."稳压保护功能%电泵井的泵挂普遍较深$动力电缆较长$通常能达到.)))J()));$线路压降较大$电网电压的波动范围约在MK+JM&E+之间%在工频工作状态下$瞬间的电网电压升高会引起井下电机过励磁$导致电机过热>电网电压瞬间向下波动时$由于电机励磁电压不够$转矩电流上升$同样会引起电机过热$加之井下情况复杂#高温#高压$极易烧坏电机和导致机械故障%安装变频器后$可自动控制输向电机的端电压%如发生过电压时$变频器可自动进行稳压处理>当发生欠电压时$变频器可自动沿C7D曲线降频处理$始终能保持电机工作在正常电压励磁状态$从而减少井下机组的故障次数% !("欠载保护功能%当工频生产$电泵井供液不足时$电泵会出现欠载停井$而频繁欠载停井$极易烧坏电机%采用变频控制系统后$当发生过励磁时$变频器可自动降低输出电压$使电机保持在合适的电压下工作%
!,"软失速功能%当井下电泵发生卡泵时$工频供电会瞬时加大电机转矩电流$如不能解卡$则可能导致电机故障%而变频器控制电泵生产时$变频器的软失速功能可以控制机组转矩不超过额定水平$并且可以在变频器上进行反转电机操作$反转吐砂$保证电泵机组正常运转%
!E"控制功能%在地面可人为手动控制变频器输出频率范围$从而控制电机转速#电泵排量$达到正常生产$节约能源的目的%
另外$使用转矩电流控制可以间接控制电泵井液面%而间歇控制则主要利用高#低频供电自动循环方式$给电机供电$在电泵井液面较深时使电机低速运行$此时电泵井能够逐步恢复液面$并能节约大量电能>当电泵井液面上升到一定高度时$使电机高速运转$电泵井正常生产排液%利用变频器间歇控制功能$达到电泵井不停井运行的目的%
N*结论
!&"潜油电泵变频器能有效地保护井下电机和电缆$保证低能量电泵井的正常生产$并且能够延长电泵井的检测周期#提高生产时率和节约大量能源%
!."潜油电泵变频器可作为电泵井不停井试井的有效手段% !("在生产过程中一定保证使变频器的工作参数和电泵井的生产状况相匹配%
!栏目主持杨军"
O
P
油气田地面工程第B/卷第Q期!B R R B S T"机建电信UUU欢迎投稿欢迎刊登广告万方数据。