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液体电阻软起动柜工艺原理
作者:水阻柜
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发布时间:2020-11-04
液体电阻
柜软起动技术具有起动性能好、可调性高、适用范围广等特点,广泛应用于各类拖动电动机的起动与保护,特别是应用环境恶劣、起动困难的场所。石油行业电泵采油系统大多在野外深井中运行,采用工频全压起动方式,由于地下工况的变化,经常因电流过大而烧毁电机,对泵机组及电器设备造成极大的损害,且维修困难,维护费用高。采用
液体电阻
柜软起动技术有效地解决了电泵现场应用中的难题,并达到节能补偿的目的,宜广泛推广使用。
我国石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架八大盆地,主要包括:大庆油田、胜利油田、辽河油田、吉林油田、华北油田、大港油田、克拉玛依油田、塔里木油田、四川油田等。目前,各大油田电泵采油井绝大多数是通过地面控制屏采取全压起动,工频恒速运行。由于野外地下环境恶劣,线路损耗大,使得起动电流为电机额定电流的7倍以上,对连接电缆、供电电网、拖动电机及电泵本体的冲击较大;产生较大瞬时冲击扭矩,容易对机组和油管造成破坏;设计不合理,选择参数偏大。造成供液不足欠载停机而频繁起动,影响井下机组的使用寿命;因结垢、出砂等原因过载停机重新起动时,起动扭矩较大,造成机组及电气设备的损坏;供电线路过长,功率因数低,使系统效率降低。
电泵采油井已成为采油管理的重中之重,但由于油田油藏的特殊性和井况的复杂性,使电泵采油井的工作环境日趋恶化,如高油气化、供液不足、出砂、结垢和电网波动等因数造成电泵采油井故障停井的频率越来越高,维护也十分困难,因此,电泵油井软起动技术研究迫在眉睫。
潜油电泵是井下工作的多级离心泵, 同油管一起下入井内, 地面电源通过变压器、控制屏和动力电缆将电能输送给井下潜油电机, 使潜油电机带动多级离心泵旋转, 将电能转换成机械能, 把油井中的井液举升到地面。潜油电泵由三部分组成: 井下部分, 地面部分和联系井下、地面的中间部分。井下部分是潜油电泵的主要机组, 它由多级离心泵、保护器和潜油电动机三个部分组成, 起着抽油的主要作用。其布置方法一般是多级离心泵在上面, 保护器在中间, 潜油电动机在下面, 三者的轴用花键联结, 三者的外壳用法兰联结。有些潜油电动机下部还装有井底压力探测器, 测定井底压力和液面升降情况, 将信号传送给地面控制仪表。地面部分是由控制屏、变压器及辅助设备( 电缆滚筒、导向轮、井口支座和挂垫等) 组成。控制屏可用手动或自动开关来控制潜油电泵工作, 同时保护潜油电机, 防止电机—电缆系统短路和电机过载。变压器用以将电网电压( 380 V) 提高到保证电机工作所需要的计算电压( 考虑到电缆中的电压降)。辅助设备包括潜油电泵运输、安装及操作用的辅助工具和设备。中间部分由特殊结构的电缆和油管组成。将电流从地面部分传送给井下部分, 采用特殊结构的电缆。电缆具有圆电缆和扁电缆两种形式。在油井中, 圆电缆和油管外表面固定在一起, 而扁电缆则和泵、保护器外壳固定在一起。采用扁电缆可使机组外部尺寸减小。将油流从井下提升到地面, 采用普通油管。利用钢带将电缆固定在油管、泵和保护器上。
电泵采油系统点多、面广、线长,是一个多元化、多环节的组合,主要由地面部分、中间部分、地下部分和潜油电机、保护器、油气分离器、多级离心泵、电缆、控制屏和变压器组成。目前,油田应用于电泵采油系统软起动及调速领域的工艺技术主要采用变频调速技术。变频器采用"交-直-交"电压型,起动时为克服电机电阻压降,适当提高V/F比值,以控制起动电流。变频调速技术存在的主要缺陷是需要特制的变压器将380V低压电源升至1.14KV等级或采用中压变频器,费用较高,不利于大面积推广。
液体电阻柜软起动技术是在控制系统内串联液体电阻柜软起动,在起动过程中,将液体电阻串入电泵电机定子中,实现限流,在起动完成后将它短接。电阻值的可变性是靠改变两电极板之间的距离实现的,电机转速随着电阻值的减小平滑升高,借以维持或增加起动力矩,达到延时软起动的目的,并为短接时不产生电流冲击准备条件。
a)液体电阻柜的导电率易于通过液体电阻柜的浓度来控制,受外界条件变化的影响较小,起动成功率高,性能稳定。
b)液体电阻柜变阻均匀,起动电流冲击小,可控制在额定电流的4倍以内,对深井中的潜油泵及电机具有保护功能。
c)具有温度检测、液位检测、欠载、过载保护和报警等功能。
d)日常维护工作量少,只需定期注入少量纯净中性自来水(以补充挥发),3-4个年清洗一次电极板,对运行环境(如温度、湿度、振动、海拔等)要求不高,操作简单,安全可靠,使用寿命长。
e)投入成本低,无需其他配套设施,具有和变频调速相媲美的起动性能,而费用只有相同功率变频调速器的30%,宜广泛推广使用。
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