Актуальность исследования обуславливается необходимостью улучшения показателей качества выходных напряжения и тока автономных инверторов напряжения в установках электроцентробежных насосов, применяющихся в нефтедобыче. К основным факторам, позволяющим повысить эти показатели качества, можно отнести: использование перспективных топологий силовой части и современных силовых полупроводниковых ключей, внедрение новых алгоритмов управления. В электроприводах, где применяются частотные преобразователи, возникают негативные факторы, влияющие на функционирование нефтепогружного кабеля и погружного асинхронного двигателя. Несинусоидальность напряжений на выходе преобразователя частоты приводит к повышенному износу изоляции питающей кабельной линии, а также негативно влияет на изоляцию обмоток асинхронного двигателя и снижает показатели качества систем управления электроприводом. Следовательно, поиск путей для улучшения качества выходного напряжения и тока автономных инверторов напряжения в установках электроцентробежных насосов является актуальной задачей. Цель: разработка алгоритмов для улучшения показателей надежности работы многоуровневых преобразователей и повышение качества гармонического состава выходного напряжения и тока автономных инверторов напряжения в составе электропривода погружного нефтедобывающего насоса. Объект: автономные инверторы напряжения в составе электропривода погружного нефтедобывающего насоса. Методы и средства: теория надежности, гармонический анализ, функциональные схемы, коммутационные функции, топология электрических цепей силовых преобразователей, численные методы решения дифференциальных уравнений, быстрое преобразование Фурье, Matlab Simulink. Результаты. Продемонстрировано значительное улучшение показателей качества тока и напряжения в многоуровневых преобразователях в составе электропривода погружного нефтедобывающего насоса. Рассмотрены возможные способы повышения показателей надежности путем изменения варианта компоновки топологии схемы, при этом вероятность безотказной работы по сравнению с классической компоновкой повысилась с 23,70 до 66,10 %. Установлено, что регулирование частоты коммутации в зависимости от режимов работы в многоуровневых инверторах позволит рационально управлять динамическими потерями и нагрузками на силовые ключи.
Ссылка для цитирования: Переходные процессы в электротехническом комплексе добывающей скважины с внутрискважинным компенсатором реактивной мощности/ А.С. Глазырин, Ю.Н. Исаев, В.А. Копырин, В.В. Тимошкин, С.Н. Кладиев, Р.Н. Хамитов, В.З. Ковалев, Ф.А. Лосев, А.П. Леонов, Е.И. Попов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 5. – С.168-180. Актуальность. В настоящее время при повсеместном усложнении технологических процессов для повышения эффективности производственных процессов за счет внедрения нового оборудования происходят конфликты между функциональными возможностями различных технических средств и их способностью функционировать с заданным качеством, в заданной электромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам. В состав электротехнического комплекса для добычи нефти, под которым понимается совокупность наземного и погружного электрооборудования, скомпонованного для приема, трансформации, управления, преобразования электрической энергии в механическую и передачи её погружному насосу, входят различные электротехнические и электронные устройства: станция управления с преобразователем частоты, повышающий трансформатор, кабельная линия, погружной электродвигатель, внутрискважинный компенсатор реактивной мощности и другие устройства. Любое изменение компоновки электротехнических комплексов для добычи нефти или технических характеристик используемого оборудования требует тщательного исследования переходных процессов между режимами работы электрооборудования для предотвращения рисков ложного срабатывания устройств защиты электротехнического оборудования. Цель: анализ переходных процессов в электротехническом комплексе добывающей скважины с внутрискважинным компенсатором реактивной мощности при отключении источника питания с целью предупреждения рисков ложного срабатывания устройств защиты компенсатора. Объект: участок системы электроснабжения куста нефтедобывающих скважин, оснащенных установками электроцентробежных насосов с внутрискважинными компенсаторами реактивной мощности. Методы: использованы положения теоретических основ электротехники, теории электропривода, теория дифференциальных уравнений, численные методы. Результаты. Разработана математическая модель электротехнического комплекса установки электроприводного центробежного насоса с внутрискважинным компенсатором реактивной мощности, позволяющая исследовать переходные процессы в режиме пуска и остановки погружного асинхронного электродвигателя. Получены характеристики переходных процессов в элементах электротехнического комплекса установки электроприводного центробежного насоса при включении и отключении источника питания. Установлено, что максимальный бросок тока во внутрискважинном компенсаторе реактивной мощности составляет 2,56 раза при принятых в исследовании параметрах электротехнического комплекса добывающей скважины. Предложены мероприятия по снижению количества ложных срабатываний устройств защиты.
This article describes the main advantages and disadvantages of electric drive TVR-IM compared with a frequency converter. The necessity to use electric drives TVR-IM and angular velocity observers to solve technological problems is substantiated. Promising directions in the field of constructing closed-loop by the speed observer systems TVR-IM are shown.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.