变频调参
该系统是针对油田普遍存在问题而开发的。如①油井产量低、能耗偏高,绝大多数油井处于供排不协调状态:②产量低和间歇出油等问题,油井平衡度变化频繁,现场无法进行及时调整,导致下行程时油井平衡块势能的浪费:③油井状态发生变化不能得到及时调控和维护,致使产能下降等。
由三相交流异步电机的转速公式,只有采用改变电机供电频率的方法来调节电机的速度,即变频调速,就可以改变抽油机的冲次。
n—电动机转速
p—极对数
f —电源频率
s—滑差系数
差速运行模式
以抽油机的运行参数冲次和差速率为基础,依据“重载慢驱,轻载快行”的原则,提出了自适应速度模型实时调节方法,从而实现根据油井的液面和负荷调整情况,提升抽油机产量与作业效率。在上冲程和下冲程恒速运行的基础上,基于保持抽油机运行冲次m不变的前提下,提出依据差速率确定上冲程的运行频率为f1、下冲程运行频率为f2的差速控制方法,改变上行程和下行程的比率k,在上死点和下死点时刻改变供电频率,就可实现抽油机上行程和下行程在不同速度下运行。
差速率与频率变化的关系(-0.5≤k≤0.5)
调速节能
由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)╳ H(压力),流量Q与转速n的一次方成正比,压力H与转速n的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。当电机转速从 n1 变到 n2时,其电机轴功率 (P)的变化关系有:
由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。
动态调整节能
通过变频自身的V/F功能节电,在保证电机输出力矩的情况下,可自动调节V/F曲线。减少电机的输出力矩,降低输入电流,达到节能状态。
变频自带软启动节能
在电机全压启动时,由于电机的启动力矩需要,要从电网吸收 5~7 倍的电机额定电流,而大的启动电流即浪费电力,对电网的电压波动损害也很大,增加了线损和变损。采用软启动后,启动电流可从0到电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击,电机起动平滑,节约了电费,也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命,节省了设备的维护费用。
提高功率因数节能
电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言,阻抗特性呈感性,电机在运行时吸收大量的无功功率,造成功率因数很低。
采用变频节能调速器后,由于其性能已变为:交流—直流—交流(AC- DC -AC)的逆变形式,在整流滤波后,负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性,功率因数很高,减少了无功损耗。
使用变频器后仅仅是将原来的功率因数从0.3提高0.7左右。
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