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油田注水系統(tǒng)中TD2000變頻器的應(yīng)用研究

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來(lái)源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):140
核心提示:

  油田注水普遍采用柱塞泵,在工頻條件下,由于電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定,柱塞往復(fù)頻率是恒定的,因此,排量也是恒定的。另一方面,注水泵電機(jī)一般配置功率都較大,啟動(dòng)沖擊電流大,對(duì)附近的設(shè)備有影響,而且能耗也大。 

  1 變頻調(diào)速應(yīng)用于注水泵的意義 

  異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其電源頻率成正比,即: 

  n=60f(1一s) , (1) 
  式中 n—— 電機(jī)轉(zhuǎn)速,rpm; 
  f——電源頻率,Hz; 
  s——異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率,% ; 
  p—— 電機(jī)極對(duì)數(shù)。 

  變頻調(diào)速就是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率(f)來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的,其基本原理是通過(guò)整流一穩(wěn)壓一逆變,把50 Hz的工頻電源轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的電源,應(yīng)用于電機(jī),從而達(dá)到調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 

  在注水泵上使用變頻技術(shù),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵的排量的控制。這樣,在一定范圍內(nèi),實(shí)際配注需要多少量,注水泵就排出多少量,消除泵的無(wú)效回流,改善泵的運(yùn)行工況,降低對(duì)設(shè)備的磨損。而且,通過(guò)使用變頻器,可使電機(jī)平滑啟動(dòng),方便的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,在輕載、低頻的情況下,還具有很好的節(jié)能效果。 

  2 電氣設(shè)計(jì) 

  由于注水泵屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,因此,通過(guò)選用艾默生TD20OOG型變頻器作為變頻控制的主體,利用變頻器自帶的控制調(diào)節(jié)功能,結(jié)合注水泵及電機(jī)所需的保護(hù)以及注水工藝要求,完成了變頻控制柜的設(shè)計(jì)。 

  2.1 變頻柜設(shè)計(jì) 

  (1)變頻柜要實(shí)現(xiàn)一柜兩泵的控制功能,既控制柜中通過(guò)手動(dòng)切換、選擇,可以使一臺(tái)變頻器分別應(yīng)用于相鄰的兩臺(tái)注水泵,這樣,在一臺(tái)泵有故障時(shí),可以通過(guò)電氣切換使另一臺(tái)泵使用變頻,提高變頻器的利用率。 
  (2)注水泵自帶的保護(hù)(進(jìn)出口壓力、機(jī)油壓力、電機(jī)溫度等)信號(hào)進(jìn)變頻柜,實(shí)現(xiàn)連鎖保護(hù)。 
  (3)利用變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)模塊,設(shè)計(jì)閉環(huán)控制功能,通過(guò)檢測(cè)泵出口匯管壓力,與設(shè)定壓力進(jìn)行PI運(yùn)算,自動(dòng)控制變頻器的輸出頻率。 
  (4)旁路功能:即變頻柜的電源接人考慮兩個(gè)回路,分別引自兩臺(tái)原注水泵啟動(dòng)柜電源,人口、出口設(shè)切換開(kāi)關(guān),這樣,在變頻柜有故障時(shí),可以使用原啟動(dòng)柜控制注水泵。 

  2.2 主電路設(shè)計(jì) 

  為了實(shí)現(xiàn)一柜兩泵的功能,在主電路設(shè)計(jì)中,考慮了變頻器的雙入雙出回路,通過(guò)交流接觸器1KM、2KM選擇變頻器的電源;通過(guò)交流接觸器KM1、KM2控制變頻器輸出到兩臺(tái)泵。

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