基于變頻器供電的潛油電機(jī)的性能分析.pdf

1、目前，潛油電機(jī)作為油田開采中重要的機(jī)械裝備，已經(jīng)在各大油田得到了廣泛的應(yīng)用，成為油田長期穩(wěn)產(chǎn)的主要手段之一。而變頻技術(shù)的應(yīng)用則使?jié)撚碗姍C(jī)的特性和油井生產(chǎn)能力充分匹配，從而極大的提高了整個潛油電泵機(jī)組的運(yùn)行效率。但是同時它也帶來了一系列負(fù)面問題，如逆變器電源中存在的高次諧波會引起附加銅耗、鐵耗的增加從而導(dǎo)致潛油電機(jī)溫升的增加，以及使用長線電纜傳輸時由于端部過電壓現(xiàn)象導(dǎo)致絕緣系統(tǒng)的損壞。 本文針對實(shí)際生產(chǎn)中所遇到的上述問題，對為潛油

2、電機(jī)供電用的Siemens 6SE70變頻器進(jìn)行重構(gòu)建模，通過仿真分析，得到了各高次諧波的次數(shù)、方向及其占基波的百分比含量。利用上述數(shù)據(jù)，計算出了變頻供電時潛油電機(jī)銅耗、鐵耗的增量，此損耗的增加直接導(dǎo)致潛油電機(jī)的效率下降了0.72％，由此可見高次諧波對潛油電機(jī)效率的影響很大，不可忽略，在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)給予充分考慮。 同時，本文也對變頻供電時潛油電機(jī)采用長線傳輸出現(xiàn)的過電壓問題進(jìn)行了理論分析及仿真研究。長線傳輸時，由于電纜和電機(jī)

3、特性阻抗的不匹配導(dǎo)致了電機(jī)端過電壓現(xiàn)象的發(fā)生；并且隨著電纜長度的增加，過電壓幅值增大，振蕩頻率增高，從而加重了對潛油電機(jī)繞組絕緣的損壞。為抑制端部過電壓現(xiàn)象，可在變頻器端利用無源濾波技術(shù)進(jìn)行濾除高次諧波的方法，亦可采用改進(jìn)潛油電機(jī)設(shè)計參數(shù)方法(如增加槽漏抗)來減小高次諧波。 較之工頻供電時，變頻供電時潛油電機(jī)的性能發(fā)生了較大的變化，通過本文的分析研究，可通過一些技術(shù)手段來抑制或減小其不利影響，從而使變頻供電時潛油電機(jī)的效率達(dá)到最