5 MW级全功率变速恒频发电电动机调试期间发现的问题及解决方案

国内首座全功率变速恒频抽水蓄能示范电站机组在安装调试期间发现了一些问题,本文针对发电电动机方面所遇到的一些问题及解决方案进行了详细的阐述,可作为其他抽蓄电站机组调试的经验借鉴。

一种基于泵马达的低矮直驱液压式抽油机

液压式抽油机具有悬点载荷大、冲程和冲次连续可调、本质安全性高等优点,受到油田和抽油机制造厂家的重视。介绍了一种基于泵马达的低矮直驱液压式抽油机,设计了液压回路,选择了杆柱驱动方式,分析了现场应用需解决的技术问题,并进行了现场试验。这种低矮直驱液压式抽油机在满足油田精细化低能耗安全生产方面具有一定优势。

阳江400MW抽水蓄能机组及其调速器建模仿真优化研究

本文通过对阳江400MW水泵水轮机、发电电动机、调速器建模分析,提出了结合机组特性曲线、现场测试和仿真对比的建模优化方法。主要创新点有:采用机组稳态下的水头/功率/开度关系曲线以及动态工况下的可变水流惯性时间常数T_(w),可建立水泵水轮机不同水头和全负荷段精确模型,优化分析了发电电动机惯性时间常数Ta的计算,提出了考虑伺服阀环节、主配压阀死区、限幅等环节的调速器精细化模型。文章可为大型抽水蓄能机组及其控制系统仿真建模、参数辨识提供重要参考。

600 MW超临界机组凝结水泵节能改造实践

探讨了凝结水泵变频调速技术的原理,并进行了变频改造试验分析和节能经济性分析。经过凝结水泵变频改造后,机组在低负荷时可节约电率51%,在高负荷时可节约电率13%~35%,节电效果显著,为企业节省了成本。

实现抽油机低冲次运转的过渡轮

随着油田的不断开发,部分抽油机井出现供液不足、间歇出油的情况,从而导致抽油机泵效变差,电动机能耗大,下调冲次时受电动机轴直径、电动机皮带轮外径的制约,最低只能调至2.5次/min,电动机做功略有下降,但是与低液量相比仍消耗了较高的能耗,低产出高能耗导致单井管理成本居高不下。针对此情况,设计制作了一套降低抽油机转速的过度装置,通过轴传动原理实现减速目的,能够将抽油机冲次由2.5次/min降低到1.2次/min,增加抽油泵充满程度的同时,降低了电能消耗。主要应用在结蜡严重的抽油机井设备上,避免了油井因长时间停井而造成蜡卡修井的可能性,取得良好的经济效益。

盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率;利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出“粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。

多因素约束条件下永磁复合电机抽油机效率控制技术

为提升永磁复合电机抽油机采油效率,提出基于多因素约束条件的永磁复合电机抽油机效率控制技术。构建抽油机悬点载荷动态响应模型,在油管锚定状态下将抽油杆柱运动划分成四个阶段,并建立悬点力平衡方程,通过系统动态响应曲线计算抽油机等效质量和摩擦力;使用流量、压力等信息计算系统当前效率,按照效率变化方向采用智能无模型梯度法进行系统效率寻优,完成高精度永磁复合电机抽油机效率控制。实验结果证明本研究的技术可以让抽油机系统维持在合理工作区间,有效增强采油效率,节能减耗效果良好。

全功率变频抽水蓄能机组工程设计与认识

对全功率变频抽水蓄能机组技术的发展现状、性能优势、设备选型、工程设计等进行全面论述,为我国在全变频抽水蓄能领域的发展提供理论依据,为我国电网中新建和升级改建全功率变频机组提供论证参考和设计指导,为未来全功率变频项目的规划、设计、建设、运行等方面奠定工程实施基础。

抽水蓄能电站发电机变压器组差动保护配置探讨

抽水蓄能电站机组为一机双向运行,其运行工况复杂,相序切换、抽水方向启动、背靠背启动等特殊工况下,一次设备状态变化多样,机组及其出口变压器的继电保护配置随之变得非常复杂,既要考虑各种工况下机组与变压器要有完整的保护,又要考虑各种工况转换过程保护的正确投退,以满足保护配置的快速性、选择性与可靠性要求。本文通过几种典型的应用案例,简要地阐述了抽水蓄能电站发电机变压器组差动保护配置相关的几个重要环节,并给出了合理化的配置建议,供相关专业人员参考与研究。

节能型游梁式抽油机降耗技术分析

随着经济的不断发展和生活水平的提高,油田开采需求亦越来越大。几年来,石油开采已进入深度开采阶段,节能开采是必然的发展趋势,而游梁式抽油机作为主要开采设备之一,在开采过程中电能损耗很大,是影响能耗的关键。通过对节能型游梁式抽油机能耗的影响因素进行分析,提出了多种节能措施和适用机型。通过现场试验分析对比,采用电缸驱动型游梁式抽油机比常规型游梁式抽油机平均有功功率节能率提高25%,实现了游梁式抽油机的节能降耗目的。

屏蔽主泵泵壳与蒸汽发生器出口管嘴装焊工艺

针对AP1000系列核电机组屏蔽式反应堆冷却剂泵(简称屏蔽主泵)泵壳与蒸汽发生器出口管嘴的装焊,详细介绍国内自主装焊工艺的主要内容,包括隔离层堆焊、泵壳装配、泵壳焊接、无损检测和变形控制等。结果表明:通过采用所介绍的装焊工艺,可使装焊后设备的相关参数满足设计要求,同时为核电机组类似设备的制造提供参考。

游梁式抽油机与直线电机抽油机

游梁式抽油机利用电能转换为旋转运动 ,减速后再经四连杆机构转换为直线往复运动 ,其传动系统能量损失高达 2 8% ,加上旋转特性造成启动扭矩大 ,系统效率一般不超过 30 %。直线电机抽油机将电能直接转换为直线往复运动 ,简化了机械传动过程 ,有效地提高了效率 ,经测试节能可达 5 4 % ,而且加大冲程时整机外形尺寸和重量都增加得很少 ,特别是抽汲参数可无级调整 ,为实现自动控制及满足采油工艺要求提供了条件 。

液压电机叶片泵样机的性能试验

针对研制出的液压电机叶片泵样机,建立了电机泵性能试验系统,获得了样机的输入电量参数、输出液压能参数及内部转子转速和壳体内部压力等参数,得到了液压电机叶片泵样机的转子转速、噪声、功率和效率等随输出压力变化的特性,并与同等功率液压电机油泵组的试验结果进行了对比。与电机油泵组相比,电机叶片泵样机的体积减小50%、轴向尺寸减小61%,噪声降低约7 dB,液压电机叶片泵内部转子转速随输出压力升高而明显下降;同时,试验也发现样机存在内部流道狭窄引起的气泡析出和内部密封不良引起额外泄漏的问题,提出了相应的解决方法,为电机泵的后续优化及工业化提供了参考依据。

直接驱动直线电磁抽油机系统的研究及试验

能耗在采油成本中占有相当大的比重。此外 ,游梁式抽油机系统还存在传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题 ,提出了以直接驱动为目的的直线电磁抽油机的设计方案。根据有杆抽油机系统的载荷特性 ,以多相无刷直流直线电机为驱动元件 ,设计了直线电磁抽油机系统的总体结构 ,并研制了小比例模型样机系统 ,进行了现场试验 ,结合有杆抽油系统的抽油杆柱的力学和数学模型 ,进行了直线电机驱动的直线电磁抽油机系统的仿真研究。

电动机换向智能抽油机应用与分析

为了解决游梁式抽油机效率低、能耗高和调整参数复杂等问题 ,研制开发了电动机换向智能抽油机。这种抽油机采用电动机正反转动 ,驱动同轴连接的摆线针轮减速器 ,带动摩擦轮正反向转动 ,使抽油杆上、下运动来抽汲产液。采用开关磁阻调速电动机拖动 ,由可编程控制器进行准确的位置控制 ,来完成抽油工作的整个过程。调速系统功率因数高 ,超载能力强 ,传动线路短 ,对提高系统效率 ,降低能耗 ,方便地调整参数具有明显优势。经测试 ,电动机换向智能抽油机的地面效率在 80 %左右 ,接近有杆泵地面效率理论最高值 ,井下效率在 4 7%左右 ,系统效率在 4 0 %左右。

直线电机抽油机研制

研制成功了直线电机抽油机。原有的抽油机是将电能转变为旋转运动,再通过机械方式转变为直线往复运动,机械效率低。直线电机抽油机是通过变频控制,直接将电能转变为直线往复运动,不但提高了机械效率,而且能够实现抽汲参数的无级调整,可根据抽油工艺的需要调整悬点运动规律,具备智能化控制和远程监控的有利条件。

抽油机井系统数学仿真技术

以抽油机井系统为对象建立了数学仿真模型 ,模型中除了抽油杆柱和液柱的力学模型和运动模型外 ,还包括了电机特性模型、抽油机力学模型和运动模型。将这些数学模型联立求解 ,可更真实地描述抽油机井系统的运动规律 ,从而提供了一种研究不同特性电机驱动下抽油机井的运动和受力的方法。从仿真示例看 ,高、低转差率电机驱动的抽油机井在运动和受力方面均有较大的差异 ,因此 ,在实际应用及设计中应考虑电机的运动特性。

直线电机抽油机悬点运动规律

针对直线电机抽油机悬点运动规律进行了理论分析,认为直线电机抽油机的悬点运动规律可以应用分段函数来表示;建立了描述直线电机抽油机悬点运动规律的数学模型,并进行了验证。直线电机抽油机上冲程初期具有一个加速段,下冲程初期具有一个减速段,二者之和约占整个周期的30%左右,其余时间是匀速运动。

高线泵站振动测试及故障分析

高线泵站水泵机组及其电机出现严重振动,严重影响机组的正常运行。在同一时刻,经过测试机组电机顶端、电机机座以及轴联器三点在出水方向上的振动大小,通过对测试的振动信号进行机械分析、电气分析和水力分析,找出了振动大的原因,并提出了改造方案。

抽油机电动机调位装置的研制

抽油机电动机底座调位装置在油田已经使用数十年 ,目前在现场使用中存在着许多弊端 ,为此研制了一种新型电动机调位装置。该装置主要由调整座、丝杠、斜齿条和专用扳手组成。由于巧妙地利用斜齿条与电动机底座上现有的滑轨槽定位 ,再利用调位座两侧面的斜度使两斜齿条自动胀紧的原理 ,结构更为简单、合理 ,通用性好。安装在靠近原有电动机底座滑轨的任何部位 ,丝杠都能直接顶到电动机底座上 ,安装和调整省力省时 ,牢固可靠。丝杠后端为内五方 ,前端有限位垫 ,能防止盗卸。该装置是抽油机安全运行、电动机调整定位的理想专用装置。