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| (点击题目可以在互联网中搜索该题目的相关内容) 日期：2007-7-12 23:14:14 来源： 作者： 点击： | |
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目前，在油田注水系统中，进口高压大功率变频技术得到了部分应用，但进口高压大功率变频器价格昂贵、维修困难又限制了该技术的推广。在我厂聚北十六注水站应用的国产高压大功率变频器，是首次在油田注水系统中应用，通过其在注水管网中的连续运行实践，该项目达到了预期的节能效果，并且在满足生产需求方面发挥了较大的作用。 一、高压变频器结构原理 （一）技术现状 目前，从国内和国外的变频器市场上看，高压变频器基本应用4种技术（如表1），从表中可以看出，多级串联电压型变频器是目前最为成熟和先进的技术。  （二）设备原理 该设备采用免维护设计，使用寿命15年。该设备的突出特点为应用移相隔离变压器技术和高压旁路技术。移相变压器电气原理如图1所示，变压器原边绕组为6kV, 副边共24个（非自动旁路功能需要18个），绕组分为三相。每个绕组为延边三角形接法，分别有±5o 、±15o 、±25o 等移相角度，每个绕组接一个功率单元。因此移相隔离变压器能够有效抑制电网侧的电流谐波和变频部分的谐波注入电网，输入电压和电流之间没有相移，可以省掉谐波抑制环节和无功补偿装置，设备功率因数高，变压器绝缘耐热等级达到H级，最高允许温升180℃，耐热余量较大。  高压旁路技术原理见图2，每相6个为工作单元，另外2个单元作为旁路热备用。当设备单元故障时，自动切换到本回路内的其他热备单元，由计算机控制实现无扰动切换。因此，在连续运行的情况时，最多在6个单元损坏的情况下（每相损坏两个），保证连续工作。   高压变频器采用单元串联多电平拓扑结构。由若干个低压变频功率单元串联的方式实现直接高压输出,高压主回路与控制器之间采用光纤连接，保证系统和操作人员安全可靠。  （三）设备结构 该设备由1个控制柜、8个单元柜、一个移相变压器柜、1面旁通刀闸控制柜组成，单元柜内共安装24个单元，每项串连8个单元，设备总重量13.5吨，设备占地17m2。  （四）设备技术参数 系统控制器：SIEMENS S7-300 变频器容量：3000kVA 额定电流：303A 输出频率：0～50/60Hz ，三相 频率精度：±0.05% 频率分辨率：0.01 Hz 加减速时间：1～3000秒可调 功率因数：＞0.96（20%负荷以上） 效 率：＞96% 过载能力：120%额定电流值下30秒 防护等级：IP31 用户地网接地电阻：≤4Ω 环境温度：0℃～40℃ 环境湿度：＜90％（20℃时） 设备总噪声：＜85dB 输入输出滤波器：不需要 输入输出谐波含量THD：<3%(符合GB14549-93及IEEE519的要求) 故障诊断方式：计算机在线自诊断 允许网侧输入电压消失时间：≤100mS 系统结构方式：模块化单元式结构 人机联系方式：触摸面板和触摸屏（输入）LCD或液晶显示屏（输出） 故障切换：故障单元自动旁路 二、设计方案及特点 （一）应用地点的选择及现状 通过对三厂注水站生产情况的分析发现，由于注聚管网是随聚驱区块逐渐开发，各区块内部注聚的开始和结束时间又不一致，因此，各区块的管网没有完全连网，经常造成运行多余的清水注入基础井网，既浪费清水又使其它管网压力升高，为减少浪费清水，站上只能控制注水泵的排量，导致泵的运行参数不合理，能耗增加。 通过论证，确定选择在聚北十六注水站安装高压变频器，主要原因一是为了解决聚驱注水站受开发阶段性影响水量波动较大，造成清水和能源浪费的问题；二是由于聚北十六注水站和聚北十七注水站清水管线已联网，在2003年7月北三东西块投产后，聚北十六注水站的高压变频器在7年时间里（2003年7月-2010年10月）可同时调节两站清水量。 聚北十六注水站于2000年投产，位于北二东西块，该站设计能力为1.68×104m3/d，有DF400-150×11注水泵1台（电机功率2500 kW）、D300-150×11注水泵1台（电机功率2240kW）、D300-150×9注水泵1台（电机功率2240kW），为北二东（18－1、2、3、4）及东过南块（18－5）5座注入站供低矿化度清水。 |
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