变频器运用，变频器在油田的运用，李生

  目前，在油田抽油设备中，以游梁式磕头抽油机应用*为普遍，数量也*多。但是，传统的磕头机普遍存在着起动冲击大，运行耗电多，大马拉小车、效率低下等诸多问题，加之油井情况复杂，稠油、结蜡、沙卡现象较多，断杆、烧电机等现象经常发生，对电动机没有*的保护功能，设备维修量大，为此，急需对现有的抽油机设备进行改造。

       变频调速器具有低速软启动，转速可以平滑地大范围调节，对电动机保护功能*，如短路、过载、过压、欠压及失速等，可*地保护电机及机械设备，具有运行平稳、*，*功效等诸多优点，是抽油设备改造的理想方案，其应用效果十分明显。

变频器的基本原理：
   1、电机调速原理
 由电机理论可知，其转速公式为：
          n=60f/p×(1－s)
 其中：P—电动机的*对数
      s—转差率
      f－供电电源的频率
          n－电动机的转速
      
      由上式可看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，而对于变频器而言，其频率的调节范围是很宽的，可在0～400Hz之间任意调节，因此电机转速即可以在较宽的范围内调节。

      当然，转速*后，还应考虑到对其轴承及绕组的影响，*电机过分磨损及过热，一般*高频率设在50Hz或65Hz。

   2、ALPHA变频器主电路原理图
      ALPHA变频器功率器件为西门子的IGBT，控制器的*是日立H8型单片机，质量稳定*。

     现在我们应用的ALPHA变频器都是交—直—交电压源型变频器，其电路如图1示：

抽油机变频器的难点
   1、作为抽油设备，其运动为反复地上下*，一个冲程*一次，其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块举升时，类似于杠杆的作用，将抽油机杆送入井中，滑块下降时，抽油杆提出带油至井口。

   2、由于电机转速*，在滑块下降过程中，负荷减轻，电机拖动产生的能量无地方施放，势*进入再*电状态，造成主回路母线电压升高，频繁的高压冲击会损坏变频器的主器件，包括电解电容及功率模块，因此增加制动回路，让再生电压能及时地释放掉，以*设备在*的电压下工作。

   3、再生制动电路即通常所说的刹车电路，如图1中的虚线框内所示，包括比较电路、刹车模块及刹车电阻等，其控制框图如下：
我们从主回路通过取样放大，与基准电压相比较，通过调整电位器，使刹车单元在1.1Ue（Ue为额定母线电压值）时导通，在1.05 Ue时断开，即可控制主回路的电压，*其工作在允许的范围内。

   4、由于刹车模块是以单结控制主回路的电压，其*地工作是很关键的，这里吸收电路要作好，由于刹车电阻引线都比较长，其引线电感、*电压相应*，为此采用了R、C、D吸收电路，图中R3、*用以吸收引线电感而产生的*电压，所加的快恢复二*管用以在刹车单元截止时在刹车电阻两端产生的逆反电压提供通路。在刹车单元频繁地工作中，势*会产生干扰电压，造成模块不应有的导通而损坏，在信号的输入端加一*干扰电容是*要的，以吸收由于干扰信号造成的模块误导通，一般选0.01uF左右的无感电容较适宜。

   5、制动单元由于刹车电阻的限流一般电流不大，选100A左右即*，刹车电阻由于在每个冲程内都工作一次，其功率要*，以*长期*地使用，一般选用10Kw/80Ω的电炉丝。

油田抽油设备技术要求
　　我们分别选前期井、中后期井进行了改造可行性分析并已成功应用于多个应用现场。

   1、在前期井中，由于刚开采，储油量大，供液足，为*功效，我们采用提高转速的方式，让变频器运行至65Hz，频率*了1/3，相应地电机转速*了30%，其采油量也相应*，其综合采油率可比工频情况下多采油20%，工效*了1.2倍，很受油田采油工的欢迎。

   2、在中、后期井中，由于井储量减少，供液不足，电机若仍工频运行，势*浪费电能，造成不*要的损耗，因而我们采用降低转速的方式，减少冲程，一般将变频器的频率运行至35~40Hz之间，这样电机转速下降了30%，加之采油设备一般负荷较轻，其节电率可达25%左右，而且*了功率因数，减少了无功损耗。

   3、变频器同时具有软启/软停功能，在电机启动时，减少了对抽油杆的机械冲击，对稠油、结蜡、沙卡、等**地进行保护停机，以保护电机及机械设备，减少维修量，*断杆，变频器对过压、欠压、过载、短路及电机失速**地保护，对延长电机的寿命，减少机械设备的磨损等，都具有很好的作用。

       综上所述：抽油机应用变频调速器，即可以*工效，增加采油量，又可以节约电能，保护电机及设备，其应用前景是十分广泛的。我们*的抽油机设备相当多，相信变频调速器在这方面是可以大有作为的。
下图为阿尔法抽油机*变频器在胜利油田上的应用实物图片：

 
附件：阿尔法变频器使用现场

阿尔法抽油机*型变频器在胜利油田上的应用
  　中石化胜利采油厂四矿于2004年5月在36280抽油机（工作制度56*3*4.5）井安装了阿尔法变频器（ALPHA6000），通个两过多月的观察，运行效果良好。该仪器基于变频调速原理，采用微电脑控制，在抽油机大惯量变载的工作状态下**、增效、自动化的效果。使用电参数动态平衡测试仪（误差为0.5%标准值），进行仪器运行前后的测试电量对比，情况如下：

   1、改变工作制度的情况下运行抽油机井：仪器变频运行，频率由50Hz下调到32.5Hz，冲次由4.5次降到3次。有功电量日节约40.32KWh，节电率为28.33%，功率因数*0.13，产液单耗下降0.79。

   2、设定同冲次的不同上下冲程速度运行抽油机井：*原冲次仍为4.5次，通过设定不同上、下行频率，改变上、下行速度，来适应单井的井况，测量运行时的有关数据，统计如下：

   3、实际使用及测量数据对比结果：
a通过测量数据对比，该变频器可*愿运行参数的情况下，实现日产液量上升，日耗电量下降的优化趋势，日产液量**到34.88㎡，上升2.38方，增液率6.8%，日耗电*126.72KWh，节电率为10.96%，产液单耗下降0.4以上，满足采油工艺和*降耗的要求。

b该仪器在运行使用上还有其他特点：
①*启动、软启动功能，减少抽油机井启动对对*的冲击，且延长电机的使用寿命，减少设备维修费用。

②满足采油工艺要求，可任意设定冲次、上下冲程速度，减少上提过程中泵的漏失系数，使抽油机井运行在*佳状态。
③操作界面简单直观，有按键互锁功能，*职工误操作，保护功能*，有报警功能。

“品质彰显价值，服务传递真情！”深圳市阿尔法变频技术有限公司———佛山分公司（佛山市信杰电气有限公司）是一家*以机械配*代化公司。信杰电气有限公司是一个团结务实，拼搏的年轻*团队。公司以人为本，凝聚了一批实力雄厚的研发，生产和营销队伍。*生产变频器，电磁加热控制器，塑料机械加热及保温产品，（电热圈，电热管，电热板，料斗，保温罩，风罩）震动筛，立式脱水机械等。本公司出厂产品均*合国际标准，热诚期待携手国内外有志之业界朋友，同创未来！          
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承接纺织、塑胶、印染、造纸、注塑机、五金分条、恒压供水、油田、石化、水泥等变频器*改造工程及发泡筒、螺筒、锅炉、等*改造，*效果均达15%-40%以上。