注水泵是滿足油田注水,保證地層壓力的源設備,隨著油田開采進入中后期,油田注水量也將逐年加大,注水耗電已占生產用電的19%、注水電費占總電費的16%,并呈逐年顯上升趨勢。在高壓注水系統(tǒng)中,高壓電機中大馬拉小車的現(xiàn)象比較普遍,注水泵泵壓與注水管線干壓之間存在較大的壓差,必須靠控制泵出口高壓回流閥門來保證注水管網的注水壓力,這樣既造成大量的電能被白白的消耗掉,同時又由于泵壓較高,對機泵的運行,管道的使用十分不利。安裝高壓變頻調速裝置后,依據注水管網需要的壓力進行參數設定,自動調節(jié)注水量,既可節(jié)約大量的電能又能降低機泵的損耗,對降低生產成本有著十分積極的意義。
遼河新三聯(lián)注水站投運一臺型號為DFJ200-170AX11的注水泵,匹配電機型號為YB1800S2-2的6KV/1800KW異步電動機,采用直接驅動方式控制,離心泵流量通過控制出口閥門的開度進行調節(jié),造成大量節(jié)流損失,離心泵及電動機運行在低效率工作區(qū),能源浪費嚴重。目前月注水流量為183210m3,夏秋季節(jié)注水量相應降低,運行中離心泵實際泵壓為16.5MPa,注水管網實際運行壓力為12.5MPa,由于多泵注水實施并網運行,當注水管網壓力升高到目前注水管網實際注水壓力以上時,將造成高壓注水量減少,無法滿足油井注水需求,同時污水量大于注水量將造成污水外排。為此注水電機運行時必須靠調節(jié)離心泵出口高壓回流閥門來控制注水管網壓力,以維持聯(lián)網注水平衡。這樣就造成泵壓與管網干壓平均壓差達到4MPa以上,造成了大量的電能浪費。
通過綜合調研和考慮,我們選用了山東新風光電子公司JD-BP37-1800F型號的高壓變頻器,通過應用,該變頻器有安全性能好,可靠性高,設計合理,易損件壽命長,啟動性能好,降耗效果明顯,安裝、維護和保養(yǎng)都比較方便。
2、高壓變頻器的原理

圖1變頻調速系統(tǒng)的結構
JD-BP37系列高壓變頻調速系統(tǒng)的結構見圖1,由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV/1800KW變頻器共有24個功率單元,每8個功率單元串聯(lián)構成一相。
2.1功率單元電路

圖2單元結構
每個功率單元結構上完全一致,可以互換,其電路結構見圖3.2,為基本的交-直-交單相逆變電路,整流側為六支二極管實現(xiàn)三相全橋整流,通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制,每個個功率單元完全一樣,可以互換,這不但調試、維修方便,而且備份也十分經濟,假如某一單元發(fā)生故障,該單元的輸出端能自動短路而整機可以暫時降額工作,直到緩慢停止運行。










