浅析变频柜在注水泵上的应用

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1、浅析变频柜在注水泉上的应用仓义强①；严红②①长庆油田分公司超低渗透油藏第一项目部，延安716000；②长庆油田分公司第一釆油厂，延安716000木文主要介绍了在油田注水过程中，面临注水压力高、水量大、电机功率大的情况，采用的变频调速装置--变频柜，对油田注水泵电机进行变转速调节,来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的，实现注水泵对油田注水的有效、节能控制。关键词：变频调速；变频柜；注水泵TE3A1006-4311(2010)10-0134-020引言油W注水是油W中期保持高效稳产的有力措施。其方法就

2、是通过注水,进而恢复甚至增大地层压力，使地层流体压力大于井筒内静液压力，从而达到开釆出油气的目的。目前油田注水普遍采用柱塞泵，在传统的方式下，为了满足配注需求，主要是通过调节注水泵的回流量来实现，因此泵的无效功耗很大。在实际开发过程中，油田对注水需求是变化的，而注水泵电机的额定转速基木保持不变，使得柱塞、阀芯、填料、组合阀等配件长期处于高负荷状态，各种零部件的磨损及损坏频率也很高，整体操作流程复杂，劳动强度大，给生产带来不便。加之，油田采用的注水泵电机大多是大功率电动机，电动机长期处于高耗能状态运行，而采用变频柜对油

3、田注水泵电机实行变转速调节，以实现注水泵对注水变量的控制，这是一项非常有效的节能措施。1变频调速的原理1.1变频调速的定义变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。1.2变频调速的原理三相异步电动机转速公式为：n=60f（1-s）/p式中：n为电动机转速；f为工作电源频率；s为电机的转差率；p为电机的极对数。通过改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可达到改变转速的目的。从上述公式可见，若保持p（极对数）、S（转差率）不变，平滑的改变电机的供电频率，则电机转速n=Kf（k为比例系数），即

4、可得到平滑的改变，这就是变频调速的原理。2变频枳的概述2.1变频柜的定义所谓变频柜，将变频器及其他电气元件放入柜体内集成控制的一种变频调速设备，K通过开环或闭环控制来调节变频器的输出电压、电流和频率，以实现对流体（如水等）的压力、流量、速度和转矩等的控制。它的作用是对三相交流电动机进行变频调速控制，减少电动机非必要的耗电量，降低运行成本。2.2变频枳的构成元件主要部分是变频器，附件还冇电流表、电压表、频率表、按钮、指示灯、断路器、中间继电器、电位器等，如果是一拖多（一台变频器拖动多台电动机）的柜子里面还应该有延时继电

5、器、接触器、热继电器等。2.3变频彬的主要特点2.3.1高效节能由电机学公式：P2/P1=（n2/nl）3，式中：n为电机转速；p为输出功率。可知，系统电机功耗与电机转速成立方关系，在压力不变吋，注水泵出水量与电机转速成正比。2.3.2变频柜主要起调节电动机转速的作用，最大限度减少大功率注水泵对电网的冲击和大副的压降，避免启动吋大电流冲击电网。2.4变频枳的主要功能2.4.1变频柜的电源切换和保护功能变频柜通常设计奋断路器元件，它连接着进线电源，可以帮助变频柜完成电路的通断操作，并能够在电路和变频器出现短路或过载吋提

6、供保护。此外变频彬还可以在电机维护吋切断电源保证操作人员安全。2.4.2变频柜的变频调速功能变频柜的控制面板上设置奋变频调速用的电位器，可以根据设置的输出频率，向电机输送指令信号，控制电机的转速。变频柜中的部分产品设置有工频切换功能，以保证在变频器出现故障时，通过自动控制冋路将电动机切换冋工频电源。2.4.3变频彬的直观控制功能变频彬的彬体上设计冇显示设备与操作面板，它与变频柜内部的电器元件相连，可以直观显示变频柜的运行状态，冋吋方便操作人员控制变频装置的运行，及对电机等被控制设备进行操作。变频柜的枳体上，还安装有各

7、种仪器仪表及指示灯，例如电压表、电流表、频率表，及电源指示灯、报警指示灯、运行指示灯、工频指示灯等。变频柜的运行及操作状态，可以直接反应在各项仪表及指示灯上，实现对变频器工作状态的实吋监测。2.4.4变频彬的安全防护功能变频彬将各种包括变频器在内的各种电气元件都集中在柜体内，这样可以减少外部环境对电气元件的影响程度，降低电气元件受外界因素的影响，也降低了操作人员的操作风险。2.5变频枳的工作原理供水系统运行时，由压力传感器连续采集供水管网中的水压及水压变化率信号，并将其转换为电信号传送至变频柜，变频柜将反馈冋来的信号

8、与设定压力值进行比较、运算，并根据状况进行如下动作：2.5.1发现供水系统的实际压力比操作人员设定压力值低，变频枳就会发出指令让运行的1#注水泵加速运行，如果实际压力比操作人员设定的压力值设高，变频柜则会发出指令让运行的1#注水泵减速运行，当供水系统管网的实际压力与工作人员设定的压力值相同时，就发出指令让运行的1#注水泵维持该运行频率；2.5.