油田鉆井用apf可行性報告-在線瀏覽
2025-05-01 09:12本頁面
【正文】 系統(tǒng)的電源來自公共供電電網(wǎng)，這樣可節(jié)約鉆井的成本 (與柴油發(fā)電機組的動力系統(tǒng)相比較，可節(jié)約鉆井成本 20％～ 30％ )。系統(tǒng)設有繼電保護，以保證供電安全可靠。 主要包括 SCR系統(tǒng) (直流調(diào)速傳動控制系統(tǒng) )和 VFD系統(tǒng) (交流調(diào)速傳動控制系統(tǒng) )。 ACSCRDC驅(qū)動鉆機的特點： 油田鉆井用 APF 可行性報告 3 直流電動機具有軟工作特性，其工作轉(zhuǎn)速根據(jù)鉆井工藝需要和載荷變化進行無級調(diào)節(jié)，且調(diào)速范圍廣，一般調(diào)節(jié)范圍為 ～ ；其超載荷適應性強，一般超載荷系數(shù)為 ～ 。操作方便，變速快、時間短，具有較好的處理事故能力。轉(zhuǎn)盤工作轉(zhuǎn)速可以進行無級調(diào)節(jié)，適用于精確處理打撈作業(yè)，能夠較好地判斷井下發(fā)生的各種事故。能量從柴油機轉(zhuǎn)軸傳到絞車傳動軸的傳動效率為 ％，比機械驅(qū)動石油鉆機傳動效率提高 ％。發(fā)電機組采用并聯(lián)運行方式，提高功率利用率。動力使用和分配合理，機動性、靈活性好，可按實際需要來確定開動幾臺發(fā)電機組，不需要專門配備供照明和輔助設備用電的小型柴油發(fā)電機組，可以直接從公共母線中引出，通過變壓器降壓后直接供給交流電，所以設備投資減少。在正常鉆井和起下鉆工況時，鉆機噪 音小、油污少，有利于提高操作可靠性。采用先進的柴油機電子調(diào)速器、全數(shù)字晶閘管整流裝置、全數(shù)字變頻調(diào)速傳動裝置、模塊化的 MCC 及配電控制系統(tǒng)、 PLC 監(jiān)控和通訊系統(tǒng)，提高了鉆井性能，擴大了使用功能，增強了經(jīng)濟性和可靠性。 交流變頻驅(qū)動鉆機的特點：調(diào)速控制系統(tǒng) 性能高；起動電流小、工作效率高、過載能力強；絞車可實現(xiàn)四象限運行；使用安全方便、噪音低、維護方便。 MCC控制系統(tǒng)電源由 600V／ 400V電力變壓器供電，或由應急發(fā)電機組直接提供 380V電源， MCC系統(tǒng)完成交流電動機的啟動操作，啟動方式有直接啟動、降壓啟動和軟啟動等。 油田鉆井用 APF 可行性報告 5 石油鉆機電驅(qū)動系統(tǒng)中諧波產(chǎn)生的原因及其危害 諧波的產(chǎn)生 正由于石油鉆機 SCR電驅(qū)動系統(tǒng)和 VFD電驅(qū)動系統(tǒng)具備如上所述的優(yōu)點，因此，在石油鉆機裝備中，這兩種控制系統(tǒng)取得了長足的發(fā)展，并被廣泛應用。 諧波的危害 石油鉆機電驅(qū)動系統(tǒng)工作時，產(chǎn)生的諧波將 對 600V電網(wǎng)上的其他用電設備帶來不良影響： ① 使電網(wǎng)電壓波形畸變，供電質(zhì)量下降。 ③ 使接在同一電網(wǎng)中的變壓器、交流電機等損耗加大，加速絕緣老化，還會使這些設備的振動和噪聲增加。 ⑤ 諧波可能在公共電網(wǎng)中產(chǎn)生并聯(lián)諧振，引起過電壓而損壞電網(wǎng)中的其 他用電設備。 ⑥ 諧波影響儀表用互感器的檢測精度。 諧波的治理方法 兩種解決途徑 解決電力電子裝置產(chǎn)生的諧波污染和低功率因數(shù)問題，不外乎兩種途徑： 一種是對電力電子裝置本身進行改造，減少其產(chǎn)生的諧波含量。 一種是裝設補償裝置，如 濾波器等，設法對諧波進行抑制 。 諧波 補償技術的發(fā)展 傳統(tǒng)的補償諧波的主要手段是設置 無源 LC 濾波器，這兩種方法結構簡單，一直被廣泛應用。而隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對諧波進行快速動態(tài)補償?shù)男枨笤絹碓酱?。以有源電力濾波器 (APF)為代表的有源補償設備 基本原理 ， 是從補償對象中檢測出諧波電流，由補償裝置產(chǎn)生一個與該諧波大小相等而極性相反油田鉆井用 APF 可行性報告 7 的補償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。 油田鉆井用 APF 可行性報告 8 2 主電路拓撲 選擇 本 項目設計 APF額定 工作 電壓為 600V，額定電流為 600A。由于裝置輸出電流較大，而 一般 電力電子 開關 器件隨著容量的增大其所容許的開關頻率越來越低 ,所以在將 APF用于大容量諧波補償時就面臨著器件開關頻率與容量之間的矛盾。 第 一 種方案 簡單易行， 但成本較高，經(jīng)濟上不合理 ，其結構如圖。 油田鉆井用 APF 可行性報告 9 G r i dI n v e r t e rL C L f i l t e rCRdcCL o a d 圖 多重化 主 電路 方案 第三種方案的主電路拓撲如 圖 ，可以看出 這 種方案的電路結構 與小容量 APF相同， 比較簡單 。 G r i dI n v e r t e rL C L f i l t e rCRdcCL o a d 圖 開關管并聯(lián)方案 開關管并聯(lián)方案的技術關鍵在于多管并聯(lián)時管內(nèi)、管外參數(shù)的對稱性，及管間瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)的一致性，這對器件工藝，驅(qū)動設計提出了很高的要求。這款功率模塊內(nèi)部集成了多支 IGBT以供并聯(lián)，并集成了驅(qū)動電路，過流、過溫保護電路及故障信號輸出接口，并配油田鉆井用 APF 可行性報告 10 備了光纖接口，具有較高的可靠性和實用性。 圖 24 SKiiP功率模塊內(nèi)部結構 油田鉆井用 APF 可行性報告 11 3 主電路參數(shù)設計 開關管 （ IGBT）選取 本項目設計 APF交流輸 出 600A電流，線電壓 600V，故輸出功率 k V APo ???? 因此，將 APF額定功率取為 625kVA。 用該開關模塊搭建如圖 31所示 三相逆變橋結構，并用SEMIKRON提供的仿真軟件 SEMISEL對運行環(huán)境進行估算，仿真所用數(shù)據(jù)如表 31所
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