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(kāi)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(lái)的注水泵電機(jī)一般采用降壓?jiǎn)?dòng)方式，如星-三角或自藕降壓?jiǎn)?dòng)，這種起動(dòng)方式起動(dòng)時(shí)的沖擊電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，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(zhǎng)期每日24小時(shí)工作在工頻下，壓力大小由閥門(mén)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?cè)谄渲械囊粋€(gè)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(tái)同一型號(hào)立式注水泵，并列擺放，二用一備，電動(dòng)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(jí)F級(jí)。針對(duì)注水泵二臺(tái)工作一臺(tái)備用，?
這是應(yīng)用得較為普遍的方案，其控制過(guò)程是：用水量少時(shí)由變頻器控制1號(hào)泵，進(jìn)行恒壓供水控制．當(dāng)用水量逐漸增加1號(hào)泵的工作頻率達(dá)到接近50HZ時(shí)，將其電動(dòng)機(jī)切換成工頻電源供電．同時(shí)將變頻器切換到2號(hào)泵上，由2號(hào)泵進(jìn)行補(bǔ)充供水．反之，當(dāng)用水量逐漸減少，即使2號(hào)泵的工作頻率已降為下限頻率，而供水壓力仍偏大時(shí)，則關(guān)掉1號(hào)泵，同時(shí)迅速升高2號(hào)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(tái)變頻器，故設(shè)備投資少，但如果用水量恰巧在一臺(tái)泵全速供水量上下變動(dòng)是，將會(huì)出現(xiàn)供水系統(tǒng)來(lái)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(gè)范圍，此方法適用于控制精度要求不是很高的場(chǎng)合。
也可以用兩臺(tái)變頻器控制兩臺(tái)電機(jī)的方案，由于這種方案沒(méi)有切換過(guò)程，可使壓力波動(dòng)減小，實(shí)際的應(yīng)用中使用了該種方案。
3、電氣設(shè)計(jì)
在變頻器的品牌和數(shù)量選定后，根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)計(jì)出電路圖。用戶(hù)要求本系統(tǒng)兩臺(tái)變頻器分別閉環(huán)控制1號(hào)和2號(hào)注水泵、3號(hào)注水泵為備用泵、用軟啟動(dòng)控制起停，正常運(yùn)行的注水泵如遇故障或檢修，估計(jì)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(xiàn)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(dòng)和停止由1、2、11端子組成三線(xiàn)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(bào)警器，一旦變頻器出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警。一次主線(xiàn)路380V電源經(jīng)過(guò)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(dòng)機(jī)，接的時(shí)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(wú)誤，再次檢查電機(jī)線(xiàn)及控制線(xiàn)連接是否正確，也確認(rèn)無(wú)誤后通電運(yùn)行。
參數(shù)設(shè)置：
A1-01=4；高級(jí)設(shè)定
B1-01=0；由操作器設(shè)定PID給定
C1-01=30~60；加速時(shí)間
C1-02=30~60；減速時(shí)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(shí)間
V/F曲線(xiàn)設(shè)置
E1-03=5
由于前期工作做的細(xì)致，試車(chē)一次成功。
5、結(jié)論
該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半年運(yùn)行，變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，二臺(tái)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(dòng)化程度提高，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，電氣和機(jī)械維修量大大降低，用戶(hù)十分滿(mǎn)意。