Furnizorii de convertoare de frecvență specifice domeniului petrolier vă reamintesc că acestea sunt utilizate pe scară largă în producția industrială a întreprinderilor și în viața de zi cu zi a oamenilor. Aplicarea pe scară largă a convertoarelor de frecvență se datorează în principal caracteristicilor lor excelente de economisire a energiei și de reglare a vitezei. Producția și consumul de energie al Chinei sunt printre cele mai mari din lume. Pentru a rezolva problema consumului de energie al produselor, pe lângă alte probleme tehnice conexe care necesită îmbunătățiri, reglarea vitezei cu frecvență variabilă a devenit o măsură eficientă pentru conservarea energiei și îmbunătățirea calității produselor.
În prezent, printre echipamentele de pompare utilizate în majoritatea câmpurilor petroliere, unitatea de pompare cu fascicul este cea mai frecvent utilizată și are cea mai mare cantitate. Pe de o parte, mișcarea unității de pompare cu fascicul este de a ridica și coborî în mod repetat, ridicându-se o dată per cursă. Puterea sa provine de la două glisoare de oțel cu o greutate considerabilă, acționate de motorul electric. Când glisoarele sunt ridicate, acestea acționează ca niște pârghii, trimițând tija de extracție a petrolului în sondă. Când glisoarele sunt coborâte, tija de extracție a petrolului este ridicată la capul sondei cu petrol. Datorită vitezei constante a motorului, sarcina este redusă în timpul coborârii glisoarelor, iar energia generată de rezistența motorului nu poate fi atrasă de sarcină. Aceasta va găsi inevitabil un canal pentru consumul de energie, determinând motorul să intre într-o stare de generare regenerativă de energie, să transmită excesul de energie către rețeaua electrică și să provoace o creștere a tensiunii magistralei de circuit principal, ceea ce va avea inevitabil un impact asupra întregii rețele electrice, ducând la o scădere a calității alimentării cu energie și a factorului de putere și la amenzi din partea întreprinderilor de furnizare a energiei electrice. Pericol: Șocurile frecvente de înaltă tensiune pot deteriora motorul și pot duce la lipsa unei protecții fiabile. Odată ce motorul este deteriorat, acest lucru poate duce la o eficiență redusă a producției și la o întreținere sporită, ceea ce este extrem de dăunător pentru conservarea energiei și reducerea consumului echipamentelor de pompare, cauzând pierderi economice semnificative pentru întreprindere. Pe de altă parte, introducerea a două glisoare mari de oțel în unitatea de pompare cu fascicul duce la numeroase probleme, cum ar fi impactul ridicat la pornirea unității de pompare. Pe lângă cele două probleme menționate mai sus, mediul geografic special al producției din câmpurile petroliere determină faptul că echipamentele de extracție a petrolului au propriile caracteristici de funcționare. În stadiul incipient al producției de sonde de petrol, există o cantitate mare de stocare de petrol și o alimentare suficientă cu lichid. Pentru a îmbunătăți eficiența, se poate adopta funcționarea la frecvența industrială pentru a asigura o producție ridicată de petrol; În etapele intermediare și ulterioare, din cauza scăderii rezervelor de petrol, este ușor să se provoace o alimentare insuficientă cu lichid. Dacă motorul continuă să funcționeze la frecvența industrială, va irosi inevitabil energie electrică și va cauza pierderi inutile. În acest moment, este necesar să se ia în considerare situația reală de lucru, să se reducă în mod corespunzător viteza motorului, să se reducă cursa și să se îmbunătățească eficient rata de umplere. Pentru a rezolva problemele de mai sus, tehnologia de conversie a frecvenței poate fi introdusă în controlul unităților de pompare cu fascicul.
Prin determinarea frecvenței de funcționare a motorului pe baza magnitudinii curentului său de lucru, cursa unității de pompare poate fi ajustată convenabil în funcție de schimbările în condițiile sondei, atingând obiectivul de conservare a energiei și îmbunătățind factorul de putere al rețelei electrice. În același timp, convertorul de frecvență are o pornire ușoară la viteză redusă, iar viteza poate fi reglată lin și pe scară largă. Are funcții complete de protecție a motorului, cum ar fi scurtcircuitul, supraîncărcarea, supratensiunea, subtensiunea și blocarea, care pot proteja eficient motorul și echipamentul mecanic, asigurând că echipamentul funcționează la o tensiune sigură și având numeroase avantaje, cum ar fi funcționarea lină și fiabilă, factorul de putere îmbunătățit etc. Este o soluție ideală pentru transformarea echipamentelor de producție a petrolului.
În prezent, există trei aspecte principale ale transformării convertorului de frecvență pentru unitățile de pompare cu fascicul:
(1) Transformarea prin conversie de frecvență își propune să îmbunătățească calitatea rețelei electrice și să reducă impactul acesteia asupra acesteia. Aceasta se concentrează în principal în situațiile în care întreprinderile de furnizare a energiei electrice au cerințe ridicate privind calitatea rețelei. Pentru a evita o scădere a calității rețelei, este necesar să se introducă un control al frecvenței variabile, cu scopul principal de a reduce impactul procesului de funcționare al unității de pompare asupra rețelei. Această aplicație a fost inclusă în programul de aplicare la uzina de producție de petrol Linpan din cadrul Shengli Oilfield.
(2) Renovarea prin conversie de frecvență, având ca obiectiv principal conservarea energiei. Acest lucru este destul de comun. Pe de o parte, pentru a depăși cuplul mare de pornire al unităților de pompare din câmpurile petroliere, se utilizează motoare electrice mult mai mari decât puterea necesară în realitate. Rata de utilizare a motoarelor electrice în timpul funcționării este în general între 20% și 30%, cea mai mare nedepășind 50%. Motoarele electrice sunt adesea într-o stare de sarcină ușoară, ceea ce duce la risipă de resurse ale motorului. Pe de altă parte, starea de funcționare a unității de pompare se schimbă continuu, ceea ce depinde de starea subterană. Dacă funcționează mereu la frecvența industrială, va cauza inevitabil risipă de energie electrică. Pentru a economisi energie și a îmbunătăți eficiența motoarelor electrice, este necesară transformarea prin conversie de frecvență.
(3) Renovarea conversiei de frecvență vizează îmbunătățirea calității rețelei electrice și conservarea energiei. Această situație combină avantajele celor două transformări menționate mai sus și reprezintă o direcție importantă de dezvoltare în aplicații.
În procesul de aplicare propriu-zis, au apărut numeroase probleme, concentrându-se în principal pe procesarea energiei generate de starea de generare a energiei unității de pompare cu fascicul. În primul scenariu, utilizarea unui convertor de frecvență obișnuit cu o unitate de frânare consumatoare de energie poate fi relativ convenabilă, dar acest lucru vine cu costul consumului de energie suplimentară, în principal pentru că energia generată nu poate fi reintrodusă în rețea. Când convertorul de frecvență nu este utilizat și motorul este în stare electrică, motorul absoarbe energie electrică din rețea (contorul se rotește înainte); Când motorul electric este în stare de generare, acesta eliberează energie (contorul inversează turația), iar energia electrică este reintrodusă direct în rețea fără a fi consumată de echipamentele locale. Performanța generală este că factorul de putere al sistemului de alimentare cu energie al unității de pompare este relativ scăzut, ceea ce are un impact semnificativ asupra calității rețelei electrice. Dar atunci când se utilizează un convertor de frecvență obișnuit, situația s-a schimbat. Intrarea unui convertor de frecvență obișnuit este redresată cu diode, iar energia nu poate curge în direcția opusă. Partea de energie electrică menționată mai sus nu are o cale de întoarcere la rețea și trebuie consumată local folosind rezistențe, motiv pentru care trebuie utilizate unități de frânare consumatoare de energie. Pentru al doilea și al treilea scenariu, este necesar să se gestioneze corect energia electrică generată de starea de generare a energiei motorului și să se transmită acesteia la rețea. În caz contrar, energia economisită prin reglarea cursei unității de pompare s-ar putea să nu poată compensa energia consumată de unitatea de frânare a convertorului de frecvență, rezultând un consum de energie în timpul funcționării de conversie a frecvenței, ceea ce contravine obiectivului de conservare a energiei. Pentru a rezolva această problemă, este necesară modificarea convertorului de frecvență obișnuit prin introducerea unei structuri duale PWM în structură pentru a se asigura că energia electrică generată în timpul generării de energie este redistribuită la rețea; Introducerea unui control adaptiv în metodele de control pentru a se adapta la mediul de lucru în schimbare al unităților de pompare cu fascicul.