油田鉆井用apf可行性報(bào)告-文庫(kù)吧資料
2025-03-06 09:12本頁(yè)面
【正文】 用 SEMIKRON公司的智能功率模塊SKiiP2403GB1724。其中的每個(gè)開(kāi)關(guān)管均由多個(gè)小容量開(kāi)關(guān)管并聯(lián)構(gòu)成，以增大整體容量。 1APFSe lisi L oad2APF 3APF 圖 多機(jī)并聯(lián)方案 第 二 種方案在滿足容量要求的同時(shí) ,還可以提高等效開(kāi)關(guān)頻率，但所需的器件 較多 ，穩(wěn)定性 、可靠性隨之下降，在油田配電系統(tǒng)這種較惡劣的用電環(huán)境下并不適用 。 解 決此矛盾有 3種方案可供選擇 :一 是采用多臺(tái)獨(dú)立的小容量 APF并聯(lián)使用 ； 二 是采用多重化主電路實(shí)現(xiàn)大容量 APF；三是用小容量開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)使用，降低每支開(kāi)關(guān)管實(shí)際容量，從而提高整個(gè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)速度。 裝置要求補(bǔ)償 1 13次諧波，需要開(kāi)關(guān)器件有較高的開(kāi)關(guān)頻率以滿足高次諧波的補(bǔ)償。 有源補(bǔ)償設(shè)備安全、可靠，具有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和很高的補(bǔ)償精度。 隨著以 IGBT 為代表的全控型器件向大容量、高頻化方 向的不斷發(fā)展，采用電力電子技術(shù)的各種有源補(bǔ)償裝置發(fā)展非常迅速。但這種方法的主要缺點(diǎn)是補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，此外，它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波，難以對(duì) 頻率 變化的諧波進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。 此種方法適用于 各種諧波源設(shè)備 。這種方法需要對(duì)現(xiàn)有電力電子裝置進(jìn)行大規(guī)模更新，投入成本較大，有一定的局限性。 油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 6 ⑦ 諧波對(duì)鄰近的弱電系統(tǒng)，包括通信系統(tǒng)和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。例如 UPS電源經(jīng)常燒壞。 ④ 使接在同一電網(wǎng)中的電力電容器可能由于對(duì)諧波電流的放大而過(guò)電流。 ② 諧波電流引起無(wú)功功率增加，降低功率因數(shù)。但是， SCR電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 VFD電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 均 存在把交流電整流成直流電的 整流變換 過(guò)程，此過(guò)程將產(chǎn)生大量的 1 13等次 諧波，并傳輸?shù)讲裼桶l(fā)電機(jī)組小電網(wǎng)系統(tǒng)中 (600V電網(wǎng) )，并 引起 600V母線電壓畸變。 MCC系統(tǒng)多采用抽屜式結(jié)構(gòu)，井場(chǎng)照明和其他生產(chǎn)、生活用電設(shè)備，也 由交流電動(dòng)機(jī)控制中心控制。 MCC 控制系統(tǒng) 輔助設(shè)備，如泥漿循環(huán)系統(tǒng)中的混合泵、灌注泵、除砂器和除泥器、以及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)機(jī)等，均由交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其控制由交流電動(dòng)機(jī)控制中心 (MCC)實(shí)現(xiàn)。 2） VFD系統(tǒng) 及其特點(diǎn) 將電網(wǎng) AC600V交流電先用晶閘管或二極管整流成直流電，經(jīng)大容量電容器濾波，再用電力電子器件 IGBT完成逆變過(guò)程，得到電壓和頻率均可調(diào)的交流電，驅(qū)動(dòng)泥漿泵、絞車、轉(zhuǎn)盤和 頂 驅(qū)的交流變頻電機(jī)。良好的設(shè)備配置及技油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 4 術(shù)，提高了鉆機(jī)運(yùn)行可靠性。 雖然 一次性投資費(fèi)用比機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)高 80％左右，但是由于 SCR 系統(tǒng)使用經(jīng)濟(jì)，當(dāng)鉆機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，其節(jié)約費(fèi)用就可彌補(bǔ)多投資費(fèi)用。在鉆井作業(yè)過(guò)程中，延長(zhǎng)了其使用壽命。采用電子調(diào)速器調(diào)節(jié)每臺(tái)柴油機(jī)的使用性能，不僅使柴油機(jī)經(jīng)常處于最佳狀態(tài)運(yùn)行，而且還使柴油機(jī)載荷變化狀態(tài)同時(shí)受到電氣控制系統(tǒng)的監(jiān)控，使柴 油機(jī)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)與分配載荷，從而可以防止沖擊與過(guò)載，具有較好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。極大地簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)效率。利用動(dòng)力制動(dòng)，確保絞車剎車系統(tǒng)操作安全省力，減少事故，節(jié)約起下鉆時(shí)間，適用于深井快速起下鉆具。起動(dòng)與制動(dòng)較平穩(wěn)，允許頻繁起動(dòng)與制動(dòng)，調(diào)節(jié)與使用均很方便，能夠最大限度地滿足鉆井工藝需要， 適應(yīng)性強(qiáng)。 1） SCR系 統(tǒng) 及其特點(diǎn) 將 AC600V電源輸入傳動(dòng)柜中的 SCR晶閘管整流組件，通過(guò)整流輸出 0～ 750V直流電，驅(qū)動(dòng)泥漿泵、絞車、轉(zhuǎn)盤和頂驅(qū)等設(shè)備的直流電動(dòng)機(jī)， SCR控制系統(tǒng)由微處理器和大規(guī)模集成電路構(gòu)成的全數(shù)字控制系統(tǒng)來(lái)完成。 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng) 電動(dòng)鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵和 頂 驅(qū)等主要設(shè)備，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。來(lái)自高壓電網(wǎng)的石油鉆機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，其電壓等級(jí)為 10kV 或 6kV，一般用兩臺(tái)總?cè)萘窟_(dá) 6000kVA 的動(dòng)力變壓器將電壓降到 600V供鉆井設(shè)備電驅(qū)動(dòng)裝置用電。通常，電動(dòng)鉆機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的電壓等級(jí)為 600V，頻率 50Hz(60Hz)，單機(jī)容量 600～ 1300kW，總裝機(jī)容量 5000kW 左右，視在功率配備達(dá)到 7500kVA。為保證供電頻率穩(wěn)定和發(fā)電機(jī)有功功率的均衡分配，要對(duì)柴油機(jī)的燃油供應(yīng)量進(jìn)行控制 (調(diào)速調(diào)頻 )；為保證發(fā)電機(jī)電壓的穩(wěn)定和無(wú)功功率的均衡分配，要對(duì)發(fā)電機(jī)油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 2 的勵(lì)磁電流進(jìn)行控制 (調(diào)磁調(diào)壓 )。為了滿足鉆井工程供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，電動(dòng)鉆機(jī)一般配置兩臺(tái)以上的柴油發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，通過(guò)發(fā)電機(jī)輸出電纜、斷路器連接到交流匯流母排，為鉆井現(xiàn)場(chǎng)提供動(dòng)力及照明電能。 動(dòng)力控制系統(tǒng) 動(dòng)力控制系統(tǒng) 包括由多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組成的動(dòng)力系統(tǒng)和由高壓電網(wǎng)構(gòu)成的動(dòng)力系統(tǒng)。這 3個(gè) 子系統(tǒng)構(gòu)成了石油鉆機(jī)的動(dòng)力心臟，支撐著鉆機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。油田鉆井用 APF 可行性報(bào)告 I 油田鉆井用 APF可行性報(bào)告 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)裝置 為有源電力濾波器（ APF）， 用于治理石油鉆機(jī)對(duì)配電網(wǎng)造成的諧波 污染等 電能質(zhì)量問(wèn)題，以期望提高用電環(huán)境的安全性和用戶用電的經(jīng)濟(jì)性。 1 項(xiàng)目背景介紹 ..............................................................
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