PF4系列变频器在磕头机上的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,A-B PF4系列变频器在磕头机上的应用,技术部：王谦,Tell:,1,抽油机也叫磕头机,它利用交流异步电动机通过皮带轮驱动抽油机架上减速传动装置，牵动柱塞泵中活塞往复运动，将渗透到柱塞中的原油提取出来。,其出油产量取决于：,柱塞泵的冲次数,渗透情况,漏失时间,井下环境,PF4系列变频器在磕头机上的应用,2,传统的磕头机普遍存在缺点：,起动冲击大,运行耗电多,效率低下,复杂油井（稠油、结蜡、沙卡）会产生：,断杆,烧电机（对电动机没有可靠的保护功能）,设备维修量大,原始方案,3,基于原始方案中出现的以上原因，我们采用变频调速技术，依据油井的实际需求,1、调节抽油机的冲程次数,改变电动机的速度，使得磕头机的运行与油井的具体工况匹配 到最好的程度。比如：对于富矿，可以提升电动机的速度，使之高于50HZ，从而提高了产油率；而对于贫矿，要相应的降低电动机的速度，使之低于50HZ，从而实现了节能，同时也延长了设备的使用寿命。,2、改变上下冲程时间,可以通过更改电动机提升和下降的速度实现增效，比如在提升时增加提升速度，从而减少了漏掉的损失。,变频方案,4,3、实现软起动功能,把电机启动电流降低3-4倍，使电机免受大的启动电流冲击，同时也减轻了磕头机的机械损伤 最大力矩得到限制，断托的可能性大大减小,4、节电运行，可提高功率因数,磕头机都在野外运行，其供电质量很差（相电压不平衡，电压不稳定，谐波较多等），电动机的功率因数很低，效率很低，使用变频器以后，变频器通过二极管整流桥将三相交流电整为直流电，再经过逆变器将之变为三相交流电，再输入到电动机，这使得电动机的效率大大的提高了，也减少了不平衡电压，电压不稳，谐波较多等对电动机的损害。,变频方案,5,5、可实现变频与工频的自动切换，保障设备的连续工作,6、强大的保护和诊断功能，有效地保护了电动机和设备的正常工作运行,电子式过载保护,过压保护,欠压保护,过流保护,接地保护,短路保护,变频方案,6,由于抽油机是在环境恶劣的野外工作，,并且很多油井是无人值守的，所以，对节,能设备运行的可靠性和环境适应能力提出,了很高的要求。,1、Powerflex4系列变频器适用温度范围,广，允许环境温度为-1050,2、Powerflex4系列只需加装制动组件就,可方便使用；,接触器,变频器,轴流风机,接线端子,接线端子,制动电阻,断路器,继电器,空开,热继电器,控制盘,执行方案PF4系列特点,7,3、Powerflex4系列的过载能力是110%/60秒，150%/3秒； 为了完全可以满足磕头机负载变化工况运行的要求，而放大一级使用；,4 、Powerflex4系列的保护和诊断功能，使系统运行更加安全，可靠，在出现故障时更容易排查故障，最大程度的减少故障时间；,5、Powerflex4系列八段速功能，可以方便地实现频率预制，如：在磕头机相应的部位设置两个接近开关K1，K2与变频器的5#，6#端子相连接，K2 接通时活塞上升，电动机以65Hz运转，直到K1接通，电动机以35Hz运转，使活塞下降。,执行方案PF4系列特点,8,前期效果,在前期井中，由于刚开采，储油量大，提高转速的方式，让变频器运行至65Hz，频率提高了1/3，相应地,电机转速提高了30%，其采油量也相应提高,其综合采油率可比工频情况下多采油20%,工效提高了1.2倍，很受油田采油工的欢迎。,增效,变频方案取得的效果,9,节能,中后期效果,在中、后期井中，由于井储量减少，电机若仍工频运行，势必浪费电能，造成不必要的损耗，因而我们采用：降低转速的方式，减少冲程，一般将变频器的频率运行至3540Hz之间，这样电机转速下降了30%加之采油设备一般负荷较轻，节电率可达25%左右。,变频方案取得的效果,10,其节能主要包括哪些方面：,1、功率因数可从0.40.5提高到0.9以上，,可起到普通“节能器”的功能功率因数补偿，同时也省掉了因为功率因数低而被供电局罚款。,2、低负载的时候减小输出电流,原系统电动机以恒定的50HZ运转，配重下降时，其电流较大，电动机的效率和功率因数都很低，造成了电能的极大浪费。使用变频器以后，变频器可以将励磁电流（无功电流）和转矩电流（有功电流）分开，在低负载的时候减小输出电流，从而实现了节能。,3、变频器的节能可达到25%以上,在采油的中后期，油井的渗透情况变差，此时电动机如果还以50HZ的速度运转，那么势必会造成很大的浪费，此时使用变频器将电动机的速度适当降低，使设备与工矿很好的配合从而实现了节能。,综上变频器的节能可达到25%以上,节能原理,11,对于7.5KW的电动机来说：,每天可节电度数：7.5240.25=75度,每天可节省电费：750.8=60元,每年可节省电费：60365=21900元,对于30KW的电动机来说：,每天可节电度数：30240.25=180度,每天可节省电费：1800.8=144元,每年可节省电费：144365=52560元,安装变频器以后的节电效果计算,12,以上为加变频器后的节能计算，我再看看每台变频器4年内安装维护总费用按20000元算，由此可以看出在第一年内就可以收回成本，一台A-B变频器的平均寿命为4年，那么光节能，在以后的三年内至少就可节省6万多元的电费。,安装变频器以后的节电效果计算,13,