变频技术在游梁式抽油机上的应用

如图2所示。在变频器主回路直流母线两端加制动电阻和制动单元。在加装变频器后，电动机进入再生发电状态时，其产生的电能没有逆向流回电网的通路，所以势必引起主变频器主回路直流母线电压升高。此时必须用电阻来就地消耗，这就是我们在变频器上必须使用制动单元和制动电阻的原因。CHV100（18.5KW以下机型内置制动单元）系列可以选配制动单元，完全可以达到理想中的控制效果。

 

        图2：变频器加制动单元

        对于变频器加装制动单元的情况，发电产生的能量不能回馈至电网而是就地消耗，所以还是会造成能量的浪费。但加装变频装置后，网侧功率因数大大提高（由原来的0.25～0.5提高到0.9以上），大大减小了供电视在电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，可省去大量的“增容”开支。CHV100内置的AVR功能可根据负载特性，智能调节输出。一方面可达到节能目的，同时还可以增加原油

产量。避免电网质量的下降，减小抽油机工作过程对电网的影响。此方式的缺点是必须解决制动电阻散热及寿命问题。
        应用实例：
        CHV100-055G-6在江汉油田游梁式抽油机上成功应用。
        根据江汉油田采油工况，采用变频器加装制动单元对其部分油井抽油机进行变频节能改造。江汉油田原油稠度不大，负载率比较低。采用再生能量就地耗散方案方能达到预期效果。且制动电阻散热问题仅通过加装柜顶风扇便可顺利解决。
        其接线图如图3所示：

 

        图3:接线图（制动单元耗能方式）

        配置表

        主要参数表

        上述电路接线图可实现工变频转换，其中K1与K2互锁。K1与K3导通，变频运行;K2导通工频运行。制动率由制动单元控制板拨码开关确定。
        该套系统经过调试，运行正常，经检测，网侧功率因素有大幅提高。跟踪后期使用情况，与无变频时比较，节能约30%左右。符合预期。
        （3）变频改造，加装能量回馈单元。
        制动电阻的散热寿命问题及节能效果不理想成为方案（2）实际应用中的技术瓶颈。针对上述情况，为实现节能优化，提高效率，可以采用变频器加装能量回馈装置方案，将再生能量回馈给电网。
        所谓能量回馈装置，其实就是一台有源逆变器。按采用的功率开关器件的不同又可以分为晶闸管（SCR）有源逆变器及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）逆变器两种，它们的共同特点是可以将变频器直流回路的电压反馈到电网，如下图3所示。

        图3：变频器加能量回馈单元

        加装能量回馈单元的变频器适用于交流50HZ，额定电压380V或660V的异步电动机和永磁同步电动机，实现软起动，软停车及过程调速控制功能。其具备起动电流小、速度平稳、性能可靠、对电网冲击小等优点，避免对电动机、变速箱、抽油机造成机械冲击，大大延长设备的使用寿命，减少停产时间，提高了生产效率，提高了电网质量。