Насосная ўстаноўка з бэлькай звычайна выкарыстоўваецца ў якасці асноўнага помпавага абсталявання на розных нафтавых радовішчах Кітая, што мае такія праблемы, як нізкая здабыча, высокае спажыванне энергіі і вялікія коні, якія цягнуць невялікія аўтамабілі. У апошнія гады, з развіццём тэхналогій сілавой электронікі, тэхналогія пераўтварэння частаты шырока выкарыстоўваецца на нафтавых радовішчах дзякуючы сваім перавагам, такім як эканомія энергіі і зручнасць рэгулявання частаты. Падчас працы помпавай устаноўкі электрарухавік часта працуе ў рэжыме генерацыі.
Для вырашэння праблемы зваротнага патоку энергіі ў Кітаі ў цяперашні час існуюць два асноўныя рашэнні для помпавых установак на розных нафтавых радовішчах:
· Тармазны блок са зменнай частатой і блок зваротнай сувязі са зменнай частатой. Даданне тармазнога блока і тармазнога рэзістара да шыны непасрэдна спажывае энергію на тармазным рэзістары, што не толькі шкодзіць эканоміі энергіі, але і ўскладняе вырашэнне праблем цеплааддачы і тэрміну службы тармазнога рэзістара;
· Паралельныя блокі зваротнай сувязі падключаюцца да шыны для вяртання энергіі, якая выпрацоўваецца рухавіком падчас выпрацоўкі электраэнергіі, у сетку, дасягаючы зваротнага патоку паміж інвертарам і сеткай. Аднак гэта не вырашае праблему нізкага каэфіцыента магутнасці і току высокіх гармонік, калі энергія паступае з сеткі ў інвертар.
У адказ на вышэйзгаданую сітуацыю, чатырохквадрантная тэхналогія можа пераадолець недахопы двух вышэйзгаданых рашэнняў. Чатырохквадрантная тэхналогія пераўтварэння частаты вырашае праблему рэкуператыўнай апрацоўкі энергіі помпавых агрэгатаў пры незбалансаванай сістэме, выкарыстоўваючы функцыя чатырохквадрантнага рэжыму працы, адначасова павышаючы эфектыўнасць энергазберажэння, памяншаючы гарманічнае забруджванне крыніцы харчавання і паляпшаючы каэфіцыент магутнасці. Чатырохквадрантны пераўтваральнік частаты выкарыстоўвае тэхналогію выпрамлення IGBT з кіраваннем ШІМ, з двухнакіраваным кіраваннем выпрамленнем і зваротнай сувяззю па энергіі. Сапраўдны чатырохквадрантны рэжым працы можа ідэальна вырашыць праблему зваротнага патоку энергіі ў помпавых агрэгатах.
Уводзіны ў тэхналогію чатырохквадрантнага пераўтварэння частаты
1. Прынцып чатырохквадрантнага пераўтваральніка частаты
Тапалогія схемы чатырохквадрантнага пераўтваральніка частаты, у якой замест некантраляванага выпрамлення выкарыстоўваецца трохфазная імпульсна-шырынёвая мадуляцыя (ШІМ), паказана на малюнку 1. Ён можа пераўтвараць механічную энергію нагрузкі ў электрычную і вяртаць яе ў сетку.
Чатырохквадрантны пераўтваральнік частаты - энергазберагальнае рашэнне для помпавых установак нафтапромысловых радовішчаў
Малюнак 1. Тапалагічная структура схемы чатырохквадрантнага пераўтваральніка частаты
2. Перавагі чатырохквадрантнага пераўтваральніка частаты
З дапамогай хуткаснага і магутнага вылічальнага блока кіравання выпрамніком DSP генеруюцца шэсць высокачастотных ШІМ-імпульсаў для кіравання ўключэннем і выключэннем IGBT на баку выпрамніка. Уключэнне і выключэнне IGBT працуюць разам з уваходным рэактарам для стварэння сінусоіднай хвалі току, якая знаходзіцца ў фазе з уваходным напружаннем. Гэта ліквідуе гармонікі, якія ўзнікаюць пры выпрамленні і аналізе дыёдаў, а каэфіцыент магутнасці блізкі да 1, тым самым ліквідуючы забруджванне электрасеткі гармонікамі.
Выпрамляльнік тэхналогіі чатырохквадрантнага пераўтварэння частаты выкарыстоўвае сілавыя модулі IGBT, якія дазваляюць забяспечваць двухнакіраваны паток энергіі паміж уваходнай сеткай і рухавіком. Пры разбалансаванні сістэмы патэнцыйная энергія, якая генеруецца дысбалансам, можа быць вернута ў сетку, значна зніжаючы патрабаванні да балансавання сістэмы.
Калі рухавік знаходзіцца ў стане генерацыі, энергія, якая выпрацоўваецца рухавіком, падаецца назад у шыну пастаяннага току праз дыёд на баку інвертара. Уключаецца кіраванне з зваротнай сувяззю з боку выпрамніка, якое пераўтварае пастаянны ток у пераменны і вяртае энергію ў сетку, кантралюючы фазу і амплітуду напружання інвертара, дасягаючы энергазберагальнага эфекту.