潜油电泵智能节电装置的研究 submerged oil electro-pump smart energy-saving device.pdfVIP

2007年第9期 节 能 (总第302期) EhJERGY00NSERVATl()N —17一 潜油电泵智能节电装置的研究 王志海，李国勇，王丙全，孙筱琳 (哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150040) 摘要：设计了一个以数字处理器DsP为核心的节电控制嚣，采控制以有栽分接开关为棱心的有戴调压 电力变压器，从而实现对潜油电泵轻载运行时的自动调压节能控制。 关键词：潜油电泵；调压；节电；有栽分接开关 中图分类号：TE933+．3文献标识码：A文章编号：1004—7948(2007)09一0017—02 1引言 图i为异步电机降低电压的人为机械特性曲 潜油电泵作为一种油田常见采油设备，数量多． 线。A点为电机额定状态下的工作点，假设电机负 效率低，能耗大。随着国民经济不断发展，能源供应 载率降低，工作点由A点到了B点，根据电机的特 日趋紧张，提高其生产效率，降低其能源消耗具有重 性曲线，我们可以通过降低电压使电机工作点由B 要的现实意义。 点降到C点。电机转速并没有发生变化，也就不会 潜油电泵在实际中存在的问题有：。大马拉小 影响石油的输送量。 车”现象严重，潜油电泵效率较低，耗电量大；油田的 供电电压常有波动，造成电机过压或欠压，使电机故 障时有发生；几km的井下电缆带来了150V左右的 线路损耗，如果这部分损耗无法补偿，则会影响电机 的正常工作。 可以看出，潜油电泵的传统供电方式必须经过 改造才能实现节能高效的运行。改造方案应具备以 下特性： (1)不受供电电压波动的影响，并能补偿电缆的 0．64 r 0．25L r- L 线路损耗。 (2)电缆上传输的必须是正弦波，否则经电缆反 圈1异步电机降低电压的人为机械特性曲线 射，电压脉冲叠加，很容易烧毁电机。 在额定电压下，随着负载率的减少，定子中的无 (3)供电电压能根据负载变化，时时调节，让电 功分量即励磁电流分量将成为主要成分。降低端电 机运行于较高效率状态。 压后，励磁电流随着电压的平方倍下降，而转子电流 本文通过分析设计了一个以数字处理器DSP 只是成正比上升，所以励磁电流降低的值要比转子 为核心的节电控制器来控制以有载分接开关为核心 电流增加的值大得多。而定子电流是这两个电流的 的有载调压电力变压器的节电装置。此装置克服了 和，所以轻载时端电压会使定子电流减少，电机的输 其他节电方法的种种弊端，实现了潜油电泵的自动 人功率自然也就降低了，达到节电的目的…。但电 调压节能及电机的安全运行和电能节约。 压的降低不能过分，因为为了产生同样的轻载转距， 2节电原理 当电压和磁通过分降低后转子电流必然回升，减小 在电气传动系统中，通常会遇到两种工作状态： 了定子和转子铜耗的降低程度，甚至使它们增大。 ～是转速不变，负载瞬时变化；二是端电压不变，转 此外过分降低电压会使电机带不动负载而堵转。 速瞬时变化