摘要：大庆油田第四采油厂输油配电现状：目前采油厂输油站都是采用三台泵设计，两用一备。三台泵配电设计：变频柜一台采用一拖三，工频启动柜三台采用一拖一。由于变频柜、工频柜普遍超过电气设备使用年限，故障停机检修成为常态。不仅维修工作量和维修成本普遍上升，不定时停机也会造成外输不及时要大面积停井情况发生，为解决上述问题，（例如2016年板五站因变频损坏给生产造成极大安全隐患，所以更换输油变频和配电设备成为当务之急。
一、解决方案
更换输油变频柜与工频启动柜有2种方案：
方案一：更换一台一拖三变频柜，更换一台一拖三软启动柜；
方案二：更换两台一拖二变频柜，一台变频柜拖动1#、2#泵，另一台变频柜拖动2#、3#泵。
两种方案的对比：
使用一台输油泵的情况：方案一变频器需要保证每天24小时不停运行，如果变频器的使用年限是6年，那在配电柜的使用年限（一般设计是10年）到期以前变频器一般就要维修了。方案二2台变频柜轮流使用，每台变频柜一年中总有半年休息，如果变频器的使用年限是6年，那两台变频柜轮流使用，可以基本保证在12年的使用期限内不用维修。
使用2台输油泵的情况：方案一只能启动一台工频泵和一台变频泵，方案二是启动的两台变频泵，首先当液量有波动的情况下，方案二更容易控制输出的液量，其次方案二也更省电，首先功率因数提高了（功率因数在0.95以上），其次输油泵属于平方转矩负载，输油泵以额定转速运行，靠调节阀门开度来控制流量，实际上是通过人为增加阻力的办法达到调节流量的目的，相当部分电能转为机械能消耗在阀门的阻力上，浪费大量电能。变频拖动输油泵时，阀门全开，靠调节输油泵的转速调节流量，可节约大量电能。现以工频时流量是额定流量的60%为例计算使用变频后的节电率：
Q1/Q0=n1/n0
p1/p0=n12/n02
P1/P0=n13/n03
Q------流量；p------压力；P------功率;n------转速
由公式可知流量是额定流量的60%时转速也为额定转速的60%，即30HZ。由以上公式可知功率与转速的立方成正比，计算可知改造后的运行功率是原运行功率的21.6%
虽然由于机械传动产生摩擦会使效率有一些损失实际会比此计算要小一些，但节电效果是显而易见的。
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二、现场应用情况
应用一：2015年采油三厂段一联75KW输油更换成2台一拖二变频柜，取消了工频柜。一台变频柜拖动1#、2#，另一台变频柜拖动2#、3#。使用一年多取得了不错的节电效果。经粗略统计，更换前每年用电451860度电，更换后每年用电386600度电，共节电65260度电。
应用二：目前采油四厂板22站面临输油改造有鉴于上面所述，建议板22站输油也采用以上方案二。
板22现场概况及改造方案
1、现场概况：
外输泵3台
电机功率：55KW、转速2960r/min
启动方式：工频软启动器柜，变频柜55KW一拖三，使用年限均超过12年。
2、改造方案：更换两台75KW一拖二变频柜，一台变频柜拖动1#、3#，另一台变频柜拖动2#、3#。取消工频启动柜。
3、主要设备配置
变频调速控制系统核心部件采用日本富士生产的75kw变频调速器，富士变频器低频运转特性好、过载能力强。压力、变频信号由富士PID调节器控制。相应的低压电器组成控制，负责整个系统的启、停及故障报警。
结论：
（1）2台变频器柜控制3台输油泵，1#变频柜拖动1#、3#，2#变频柜拖动2#、3#。当变频拖带的泵出现问题时可用变频器拖动另一台输油泵。
（2）当一台变频柜出现故障时可以用另一台变频柜启动输油泵。
（3）两台变频柜都拖动3#泵但互锁，以保证3#泵运行时只有一台变频柜给它供电。
（4）两台变频柜可同时运行，但不能同时拖动3#泵。
（5）变频器故障时，操作人员应手动复位，而且变频器出现故障，变频柜输出报警信号。
这些更换旧配电柜及变频柜的站均取得了很好的节电效果，运行操作也比原先简单了，减少了工人的劳动强度。真正实现了液位的自动控制，从而达到了降本增效的目的。
作者简介：李英康，中油电能有限公司电力技术服务公司新疆分公司，专业低压维护，中级别助理工程师，专长变频器安装与调试。
论文作者:李英康
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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