英威腾gd5000系列高压变频器在石油注水泵上的应用

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1、英威腾GD5000系列高压变频器在石油注水泵上的应用摘要：油出往往有多台注水泵，传统的运行方式不能达到稳压、自动调节的功能。通过变频改造之后，能实现一拖多、稳压、自动调节压力的功能。本文就详细介绍了英威腾高压变频器带同步切换功能在注水泵上的方法和优势。试验和客户现场使用均表明，英威腾高压变频器较好的实现变频和工频之间的同步切换,电流平滑，工作可靠。关键词：一拖多同步切换集装箱注水泵一、引言现恳在全球范围内大力倡导节能减排，减少环境污染的趋势下，电力、矿山、供水、污水处理、冶金、石化等工业牛产制造领域，都已经使用高压变频器对牛产过程中的风机、泵

2、类、压缩机等负载进行变频改造，改善生产工艺，节省能耗。很多企业都有大型传动负载、生产工艺的改进等需求，不同的工艺点对电机设备的拖动、启动提出了不同的要求，例如：工频运行无需调速，但需要变频软启动的重载应用；电机软启后无法甩脱变频电源运行；恒压供水多台电机顺序启动退出；不允许电机自由停机，必须要求减速停机。二、需求描述俄罗斯卢克公司(lukoil)是全球最大的纵向一体化石油天然气公司Z—，成立于1991年，按已探明的碳绘化合物的储量规模来算，卢克公司说是世界上第二大私营石油公司。该公司位于西西伯利亚的某油出注水泵站一共有三台注水泵，由于工艺流

3、程要求注水泵根据采油量需求，会频繁地投切电网，投切过程中会产生很人的冲击电流，对电机的绝缘影响也较大。而由于地域因素，常年低温，不宜进行就地土建等工作，需要将产品集中与集装箱中，完成配电。一般的软启动或者变频器，已经无法满足这些特殊应用。根据客户的需求,英威腾在新一代高压变频器GD5000上开发了同步切换的功能。满足现场工艺要求的同时，也有很好的节能效果。三、同步切换技术难点一般变频器都具有工频切变频的功能，即转速追踪启动，乂叫做飞车启动。而从变频切到工频，变频运行后直接投入工频，如果相位角不匹配，则冲击电流很大，其至能达到额定电流的8倍以上

4、。无扰切换时，需要尽量保证电网电压与变频器输出电压相位、幅值一致，同时也需要保证电网频率与变频器输出频率一致。如果其中一个条件不一致，都会造成电网冲击。四、同步切换原理及实现如图1所示，是冃前英威腾高压变频器应用较多的一种同步切换方式。与传统一拖一带旁路的主回路不同，在输出侧增加了无扰柜。切换过程：1）首先变频运行，QS1,QS2,KM1,KM2闭合，KM4闭合，电抗器被短路2）变频运行到电网的频率3）采用锁相环，根据电机所在电网电压的相位，调整变频输出的相位与其一致4）锁相完成后，KM4断开，投入电抗器5）投入电抗器后，KM3闭合，此时变频

5、与工频同时给电机供电6）同时供电稳定后，变频器自由停机，断开KM1、KM2,电机进入纯工频状态。High-voltagesupplyonosiReactorcabinet/rKhi1GD5000InverterBypass'cabinet/iL图1一拖一同步切换主回路方案优势：1）整个切换过程变频器都给电机供电，电机一直处于工频同步速，速度匹配好；2）不受负载特性限制，对任意负载，都可以达到很小的冲击电流；3）方案实现起来简单；4）异步电机和同步电机均可实现；5）可实现一台变频器顺序启/停多台电机，降低设备成本（每台屯机需配置一个旁路柜）。五

6、、集装箱方案现场由于在户外，自然条件恶劣，不方便修建厂房摆放变频器，结合实际使用需求，我司GD5000产品可以集成在集装箱内。集装箱后部92集装箱右ftlJA8657图2.现场集装箱方案设计图六、应用现场现场信息:客户名称俄罗斯卢克石油应用行业石油天然气设备类型油田注水泵电机类型同步电机电机数虽3额定电压6kV额定功车SOOkW额走频车50Hz额定电流90A用途水泵将水注入油井内，填充油油后留下的空间，维持地下油压。一拖三同步切换系统主回路实现:釧62图2—拖三同步切换主回路系统配置：变频器，GD5000-B1000-06-S电抗器柜，包含电

7、抗器LL和旁路接触器KM1电源侧高压断路器，Q1~Q5电机侧真空接触器，KM2,KM3,KM4控制信号配置:故*冬位（7JMHt；ffCM）图3控制信号现场照片:图4现场照片七、结束语使用高压变频器工变频同步切换，真正实现了无扰切换，对于多台并联工作的电机，实现顺序软启动，且可以对其中一台进行变频调速，达到预期的控制目标，并具有较好的节能效果，同时一拖多的方案大大节省了设备成木。同时集装箱装机，也为客户提供了一体化的服务，满足客户多样化的需求。参考文献(1)深圳市英威腾电气股份有限公司•《Goodrive5000系列高压变频调速系统说明书》•

8、2013