ZYB高温渣油泵的变频调速驱动解决方案,高温渣油泵是较好的产品
1 ZYB高温渣油泵采用变频技术调速驱动是其传动方案
ZYB高温渣油泵是油井井下工作的多级离心泵，是一种较新的机械采油设备之一。油泵是长期连续工作于2~3km井下高温、强腐蚀的恶劣环境中，由于深入油层，故工作效率较高，近年来油田应用愈加广泛。其功率均不太大，一般在55~75kW之间，由于油井较深，为降低线路压降，故其拖动电机没有采用工频而一般设计为1000伏级。该电压属中压范畴，不高也不低。若降低电压，则线路压降太大，电机低效无法正常工作。若提高电压，线路压降虽小，但供电线路电缆及电机的绝缘问题突出，故障率高，维护困难，可靠性下降。因此，目前国内大部分油田采用的多是1140伏ZYB高温渣油泵。
据调查结果，常见的主要问题是：
A、上电启动时冲击电流大，分布电感使系统内反压过高，经常造成系统多部分绝缘损伤。
B、由于油井地质状况变化较大，而电泵设计余量又往往偏大，尤其是井下液量不足时，泵产生的油压过高，故缩短泵的使用寿命，其维修及更换几率增加。
为解决上述问题，必须对油泵电机进行调速控制。采用交流变频调速是目前最理想的措施。
其因如下：
A、变频器具备软启动功能，在启动过程中，电机转速随着频率变化而接近同步状态升速，故反电势及冲击电流很小，绝缘易受破坏的问题出现几率较低。
B、无论重载或轻载，系统的功率因数均较高，尤其在小负载状态，无功功率大大减小，具有明显的节电效果。
C、可按油井当前状况调节出油量，使油井工作在最佳状态。降低故障率的同时提高工作效率。
D、亦可组成压力、温度闭环系统，提高自动化程度及实现最佳控制。采用变频调速后，对于富油油井，可以增产；对于贫油油井可以做到连续生产且减少停井次数并达到节能的目的；对含砂油井，可以减少卡泵次数，并可反转排砂，延长电泵寿命；对于含气油井，可提高转速减少油气分离不佳所致的气锁现象出现而增产增效；对于含蜡油井，可减少结蜡、结垢而降低管路堵塞次数；对于稠油油井，可低速大功率运行，减少停井次数并获得可观的节能效果。
2 过去采用的几种变频调速方案比较
2.1采用工频通用变频器
系统简图如下：
本方案采用降压、升压变压器及工频电源下的通用变频器组成高－低－高方式达到油泵电机变频目的。
其优点是简单易行，缺点是系统过于笨重，尤其是输出侧变压器尚须按最低工作转速来设计，通用性不强或设计不可能合理。由于系统几经变换，使效率降低。
2.2采用普通低压变频（二电平）技术实现中压变频
本方案采用低压整流器，及低压电容串联，3300V高压IGBT直接逆变。控制方式仍采用传统的正弦波脉宽调制。其优点是系统组成简单，其缺点是输出的电压波形为高压矩形脉冲，即出现了难以解决的dv/dt问题，这对于长输电线路的工况很不适宜，对电机同样带来绝缘问题，且输出电流波形亦不理想。由于3300V高压IGBT应用尚不太成熟且价格昂贵，实用经济效益亦是应用的瓶颈。
3 本公司中压变频器的技术方案
A方案：1140V中压变频器
本是采用二极管箝位三电平技术，其系统简图如下：
该技术自80年代始即被国外厂家应用并推广。东芝、ABB、三菱、西门子等公司都有此类产品，其特点偏优于采用在不太高的中压变频器中。与二电平相比较，其输出的电压波形虽然仍为矩形脉冲所组成，但其脉冲幅值却降低一倍，较好地解决了dv/dt高所带来的绝缘及谐波等问题。使变频器的输出波形更接近正弦波。彻底地解决了器件换流对电机绝缘造成的冲击导致的绝流损伤、轴电压对电机轴承的腐蚀以及传导干扰、辐射干扰等诸多问题，降低漏电流及电机噪音。其缺点已基本克服，美中不足的是逆变元件的
1 ZYB高温渣油泵采用变频技术调速驱动是其传动方案
ZYB高温渣油泵是油井井下工作的多级离心泵，是一种较新的机械采油设备之一。油泵是长期连续工作于2~3km井下高温、强腐蚀的恶劣环境中，由于深入油层，故工作效率较高，近年来油田应用愈加广泛。其功率均不太大，一般在55~75kW之间，由于油井较深，为降低线路压降，故其拖动电机没有采用工频而一般设计为1000伏级。该电压属中压范畴，不高也不低。若降低电压，则线路压降太大，电机低效无法正常工作。若提高电压，线路压降虽小，但供电线路电缆及电机的绝缘问题突出，故障率高，维护困难，可靠性下降。因此，目前国内大部分油田采用的多是1140伏ZYB高温渣油泵。
据调查结果，常见的主要问题是：
A、上电启动时冲击电流大，分布电感使系统内反压过高，经常造成系统多部分绝缘损伤。
B、由于油井地质状况变化较大，而电泵设计余量又往往偏大，尤其是井下液量不足时，泵产生的油压过高，故缩短泵的使用寿命，其维修及更换几率增加。
为解决上述问题，必须对油泵电机进行调速控制。采用交流变频调速是目前最理想的措施。
其因如下：
A、变频器具备软启动功能，在启动过程中，电机转速随着频率变化而接近同步状态升速，故反电势及冲击电流很小，绝缘易受破坏的问题出现几率较低。
B、无论重载或轻载，系统的功率因数均较高，尤其在小负载状态，无功功率大大减小，具有明显的节电效果。
C、可按油井当前状况调节出油量，使油井工作在最佳状态。降低故障率的同时提高工作效率。
D、亦可组成压力、温度闭环系统，提高自动化程度及实现最佳控制。采用变频调速后，对于富油油井，可以增产；对于贫油油井可以做到连续生产且减少停井次数并达到节能的目的；对含砂油井，可以减少卡泵次数，并可反转排砂，延长电泵寿命；对于含气油井，可提高转速减少油气分离不佳所致的气锁现象出现而增产增效；对于含蜡油井，可减少结蜡、结垢而降低管路堵塞次数；对于稠油油井，可低速大功率运行，减少停井次数并获得可观的节能效果。
2 过去采用的几种变频调速方案比较
2.1采用工频通用变频器
系统简图如下：
本方案采用降压、升压变压器及工频电源下的通用变频器组成高－低－高方式达到油泵电机变频目的。
其优点是简单易行，缺点是系统过于笨重，尤其是输出侧变压器尚须按最低工作转速来设计，通用性不强或设计不可能合理。由于系统几经变换，使效率降低。
2.2采用普通低压变频（二电平）技术实现中压变频
本方案采用低压整流器，及低压电容串联，3300V高压IGBT直接逆变。控制方式仍采用传统的正弦波脉宽调制。其优点是系统组成简单，其缺点是输出的电压波形为高压矩形脉冲，即出现了难以解决的dv/dt问题，这对于长输电线路的工况很不适宜，对电机同样带来绝缘问题，且输出电流波形亦不理想。由于3300V高压IGBT应用尚不太成熟且价格昂贵，实用经济效益亦是应用的瓶颈。
3 本公司中压变频器的技术方案
A方案：1140V中压变频器
本是采用二极管箝位三电平技术，其系统简图如下：
该技术自80年代始即被国外厂家应用并推广。东芝、ABB、三菱、西门子等公司都有此类产品，其特点偏优于采用在不太高的中压变频器中。与二电平相比较，其输出的电压波形虽然仍为矩形脉冲所组成，但其脉冲幅值却降低一倍，较好地解决了dv/dt高所带来的绝缘及谐波等问题。使变频器的输出波形更接近正弦波。彻底地解决了器件换流对电机绝缘造成的冲击导致的绝流损伤、轴电压对电机轴承的腐蚀以及传导干扰、辐射干扰等诸多问题，降低漏电流及电机噪音。其缺点已基本克服，美中不足的是逆变元件的
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