高压变频器在油田注水泵上的应用

1、高压变频器在油田注水泵上的应用摘要：随着电气技术的进步，油田的注水泵也开始应用高压变频器来进行一系 列的注水工作。利用高压变频器可以减少油田注水时大量电能的浪费，减少电费 的使用，从而大量的节省了用电成本。本文主要讲述了高压变频器的原理，从原 理理论分析出现场应用方案，讲述节能的效果并说明使用高圧变频器可以大量减 少油田注水泵上的浪费。关键词：注水泵；高压变频器；油田引言在诂田注水泵的应用中采用高压变频器上的高压注水系统，使得大马拉小马 在电动机中使用的现象非常普遍。山于注水泵与注水管之间存在较大的压差，因 此需要严格控制注水泵的输出口，利用的回流阀门来控制压力，却因此造成了大 量电能的消耗。

2、与此同时，泵压较高时会严重影响到注水泵的运行，而安装高压 变频器调速器并且设定电网需要的压力参数，就可以自动控制调节注水量，节约 电能的同时乂降低了注水泵的消耗，从而达到降低成本的LI的。U前，注水站大 多采用多泵注水，当水管压力升高并且大于实际注水压力时，将无法满足油田的 需求，从而减少了高压注水量，同时也会产生大量的污水造成水污染。因此，要 想维持高压注水平衡，就必须调节离心泵出口的回流阀门来控制水管的压力，而 这时压力与管压相差4MPa以上，也会浪费大量的电能。高压变频器的原理高压变频器中需要的电压为电网电压，电网电压经过高压断路器后在逆变器 输出才能被高压电动机接收，最后直接进入变频器

3、中。高压变频器有着山功能单 元、控制器和移相变压器三大部分组成的调速系统，而它的次变压系统则山18 个功率单元组成，分为三组，一组六个功率单元串联在一起组成一相。1.1功率单元电路高压变频器山内部结构都相同的功率单元构成，并且每个功率单元相互之间 可以进行转换，既方便了设备的调试与维修，还可以备份数据，十分经济。当其 中某一单元出现问题时，输出端可以自动调整为降额工作，慢慢地停止运行，保 护高压变频器。1.2输入侧结构输入侧的供电设备是移相变压器，且每个单元所要承受的电流都来自于电动 机。功率单元与变压器之间需要进行绝缘操作，利用二次绕组来完成。变压器的 绕组具有独立性，当一个功率单元出现故障

4、时，则不影响其他功率单元的正常工 作。13控制器高圧变频器的控制器山单片机组成且连接工控PC机，利用一些算法程序来工 作，可以保证系统的的最优运行。利用多通道光纤通信技术将控制器与功率单元 连接起来，隔离出高压低压，保证系统安全进行工作，同时也提高了系统的可靠 性。14控制电源控制电源是高圧变频器的供电设备，可独立供电。在不加高圧时，可通过设 置波形实现高压操作，给系统工作带来了很大的方便性。现场应用方案2.1变频器调速的实施方案首先在注水泵和电柜之间放入高压变频器,使用电流变送器来接收传送过来 的信号，使变频器实现自动控制的功能。接着检测和转换内部电流，并用电流来 控制变频器，实现工艺要求。

5、然后利用软起动技术降低保护定值，使用普通的高 压电缆完成连接工作。与此同时，应注意好室内变频器的通风情况，防止事故的 发生。2.2变频节能系统的原理说明注水泵是变换矩负载应用的典型，负载会随着注水泵速度的提升而增大。用 P=(TH来表示他们之间的关系。其中，H为电动机的扬程，Q则为通过的流量。 而当Q发生变化，电动机的转速也会随之发生变化。当Q1变化到Q2时，转速 也会从N1变化到N2,关系式则变为：(1)(2)(3)由式可得，转矩以及轴功率都与转速成正比例，转速要调整在额定转速以下 才能正常工作。当注水泵工作效率没有达到要求时，会出现山于机械磨损而损坏 电机的现象。在理论上，转速下降10%,

6、功率也会随之下降30%,当功率下降明 显时，会伴随着明显的节能效果。2.3节能效益分析当系统效率提高时，单耗会随之降低，在高压变频器改造系统后，各泵 区的注水量得到满足，使注水泵高效运行起来，提高系统效率。单耗降低，在一 定程度上可以节约用户的电费。例如一年节约电费为4200承365*03忆.5=229950 元，其中按每日的注水量为4200m3/d,每度电以0.5元计算。调整水量可以减少多余电能的浪费。例如一个注水站日平均注水 4200m3/d,而注水量会随每日的需求而变换，时则多一些，时则少一些，在注水 量每日的变换能够满足泵的能力的条件下，当每日要求3400m3/d注水量则需多 加130

7、0m3/d保持平衡；要求5600m3/d时，则需2320m3/d,这样既浪费了水资 源乂浪费了电能。因此，利用高压变频器调整多余用水量需要对注水站进行改造, 改变高压变换频率，满足泵外的注水需求。并且对站内注水泵进行也要调整注水 量，满足系统的压力的同时，需与之前要求的注水量保持一致，既节省了注水泵 的用水量，乂在一定程度上乂减少了不必要的电能浪费，还可以节省电费。例如: 日平均注入1600m3/d,单位消耗7.1 (kwh) /m3,每度电按0.5元计算,每年有 150天没有达到注水的原来要求，可节约电费160050*7：1忆5=852000元。结束语随着电气技术的进步，油田的注水泵也开始应

8、用高压变频器来进行一系列的 注水工作。利用高压变频器可以减少油田注水时大量电能的浪费，减少电费的使 用，从而大量的节省了用电成本。在油田注水泵的应用中釆用高压变频器上的高 压注水系统，使得大马拉小马在电动机中使用的现象非常普遍。山于注水泵与注 水管之间存在较大的压差，因此需要严格控制注水泵的输出口，利用的回流阀门 来控制压力，却因此造成了大量电能的消耗。与此同时，泵压较高时会严重影响 到注水泵的运行，而安装高压变频器调速并且设定电网需要的压力参数，就可以 自动控制调节注水量，节约电能的同时乂降低了注水泵的消耗，从而达到降低成 本的的。本文主要从功率单元电路，输入侧结构，控制器，控制电源四个内部 结构讲述高压变频器工作的原理，从变频器调速的实施方案，变频节能系统的原 理说明分析出现场应用方案，最后讲述节能的效果并说明使用高压变频器可以大 量减少油田注水泵上的浪费。参考文献：1姚琦，张希茂，张卫.高压变频器在油田