Дослідження параметрів повного гармонійного спотворення станції управління з вхідним фазозсувним автотрансформатором

Abstract

При розробці корисних копалин на території України, таких як нафта, застосовуються механізовані методи видобутку, із застосуванням занурювальних електродвигунів. Такі методи видобутку забезпечують високу продуктивність і можливість підлаштовуватися під поточні параметри свердловини, що в свою чергу забезпечує максимальний дебіт. Для забезпечення оптимального режиму роботи насоса використовуються станції управління занурювальним електродвигуном з частотним регулюванням, які при роботі споживають з мережі живлення несинусоїдальний струм. Також для зниження спотворень споживаного струму застосовуються різні методи зниження загального гармонійного спотворення (THDi) вхідних струмів. Для вирішення даної задачі була розроблена станція управління з багатопульсним випрямлячем, який живиться від фазозсувного автотрансформатора, що дозволяє знизити THDi вхідних струмів. Дане рішення дозволяє покращити габаритні показники обладнання та його вартість за рахунок зменшення потужності фазозсувного трансформатора. Розглянуто функціональні можливості роботи станції управління електроприводом на основі експериментальних даних вимірювання THDi вхідних струмів мережі +30% в діапазоні частот 47,5-52,5Гц. Такий діапазон частот обумовлений тим, що у багатьох випадках, на родовищах, робота ведеться з електроживленням від дизель-генераторів, при якому коливання частоти і напруги живлення знаходяться в значному діапазоні. Додатково досліджено можливість роботи приводу при вхідних напругах живлення 460-480В та 430-460В. Проведено аналіз результатів вимірів, та запропоновано рекомендації щодо підвищення енергоефективності станції. When developing minerals in Ukraine, such as oil, mechanized extraction methods are used, using submersible electric motors. Such extraction methods provide high productivity and the ability to adjust to the current parameters of the well, which in turn provides maximum flow rate. To ensure the optimal operation of the pump, frequency-controlled submersible electric motor control stations are used, which consume non-sinusoidal current from the power supply network during operation. Also, to reduce distortions of the consumed current, various methods of reducing the total harmonic distortion (THDi) of input currents are used. To solve this problem, a control station with a multi-pulse rectifier powered by a phase-shifting autotransformer was developed, which allows you to reduce the THDi of input currents. This solution allows you to improve the overall performance of the equipment and its cost by reducing the power of the phase-shifting transformer. The functional capabilities of the electric drive control station are considered based on experimental data of measuring THDi of input currents of the network +30% in the frequency range of 47.5-52.5Hz. This frequency range is due to the fact that in many cases, in the fields, work is carried out with power supply from diesel generators, in which the fluctuations of frequency and supply voltage are in a significant range. Additionally, the possibility of drive operation at input supply voltages of 460-480V and 430-460V is investigated. The measurement results are analyzed, and recommendations are proposed for increasing the energy efficiency of the station.