變頻技術在游梁式抽油機上的應用

如圖2所示。在變頻器主回路直流母線兩端加制動電阻和制動單元。在加裝變頻器后，電動機進入再生發電狀態時，其產生的電能沒有逆向流回電網的通路，所以勢必引起主變頻器主回路直流母線電壓升高。此時必須用電阻來就地消耗，這就是我們在變頻器上必須使用制動單元和制動電阻的原因。CHV100（18.5KW以下機型內置制動單元）系列可以選配制動單元，完全可以達到理想中的控制效果。

 

        圖2：變頻器加制動單元

        對于變頻器加裝制動單元的情況，發電產生的能量不能回饋至電網而是就地消耗，所以還是會造成能量的浪費。但加裝變頻裝置后，網側功率因數大大提高（由原來的0.25～0.5提高到0.9以上），大大減小了供電視在電流，從而減輕了電網及變壓器的負擔，降低了線損，可省去大量的“增容”開支。CHV100內置的AVR功能可根據負載特性，智能調節輸出。一方面可達到節能目的，同時還可以增加原油

產量。避免電網質量的下降，減小抽油機工作過程對電網的影響。此方式的缺點是必須解決制動電阻散熱及壽命問題。
        應用實例：
        CHV100-055G-6在江漢油田游梁式抽油機上成功應用。
        根據江漢油田采油工況，采用變頻器加裝制動單元對其部分油井抽油機進行變頻節能改造。江漢油田原油稠度不大，負載率比較低。采用再生能量就地耗散方案方能達到預期效果。且制動電阻散熱問題僅通過加裝柜頂風扇便可順利解決。
        其接線圖如圖3所示：

 

        圖3:接線圖（制動單元耗能方式）

        配置表

        主要參數表

        上述電路接線圖可實現工變頻轉換，其中K1與K2互鎖。K1與K3導通，變頻運行;K2導通工頻運行。制動率由制動單元控制板撥碼開關確定。
        該套系統經過調試，運行正常，經檢測，網側功率因素有大幅提高。跟蹤后期使用情況，與無變頻時比較，節能約30%左右。符合預期。
        （3）變頻改造，加裝能量回饋單元。
        制動電阻的散熱壽命問題及節能效果不理想成為方案（2）實際應用中的技術瓶頸。針對上述情況，為實現節能優化，提高效率，可以采用變頻器加裝能量回饋裝置方案，將再生能量回饋給電網。
        所謂能量回饋裝置，其實就是一臺有源逆變器。按采用的功率開關器件的不同又可以分為晶閘管（SCR）有源逆變器及絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）逆變器兩種，它們的共同特點是可以將變頻器直流回路的電壓反饋到電網，如下圖3所示。

        圖3：變頻器加能量回饋單元

        加裝能量回饋單元的變頻器適用于交流50HZ，額定電壓380V或660V的異步電動機和永磁同步電動機，實現軟起動，軟停車及過程調速控制功能。其具備起動電流小、速度平穩、性能可靠、對電網沖擊小等優點，避免對電動機、變速箱、抽油機造成機械沖擊，大大延長設備的使用壽命，減少停產時間，提高了生產效率，提高了電網質量。