潛油電機(jī)端過電壓的分析研究.pdf

1、目前，潛油電機(jī)作為油田開采中重要的機(jī)械裝備，已經(jīng)在各大油田得到了廣泛的應(yīng)用，成為油田長期穩(wěn)產(chǎn)的主要手段之一。潛油電泵技術(shù)具有采油作業(yè)面占地少、施工簡單、采油效率高等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)它在工頻電壓下運(yùn)行也具有啟動電流過大、對泵的機(jī)械沖擊損害嚴(yán)重、無法根據(jù)井下液面變化自動控制排量及工作狀態(tài)等系列問題，因此對許多潛油電泵采用了變頻驅(qū)動。 變頻技術(shù)的應(yīng)用使?jié)撚碗姍C(jī)的特性和油井生產(chǎn)能力充分匹配，從而極大的提高了整個潛油電泵機(jī)組的運(yùn)行效率，但是同

2、時(shí)它也帶來了一系列負(fù)面問題，潛油電機(jī)在井下1000-3000m的深度工作，需要采用很長的輸電電纜供電。在采用PWM變頻控制時(shí)，PWM輸出電壓在很短時(shí)間內(nèi)快速上升、下降，即dv/dt變化很快。由于長線電纜存在分布電感和分布電容，當(dāng)電纜的波阻抗與負(fù)載電動機(jī)的等效阻抗不匹配時(shí)，將產(chǎn)生電壓行波反射現(xiàn)象，在電纜及電動機(jī)端產(chǎn)生很高的過電壓，造成電纜及電動機(jī)的絕緣擊穿或燒毀。 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）具有直流利用率高、動態(tài)性能良好、

3、易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，目前應(yīng)用比較廣泛。本文采用SVPWM對潛油電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制，基于MATLAB/Simulink建立控制系統(tǒng)的仿真模型，對采用SVPWM技術(shù)控制的潛油電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真。在此基礎(chǔ)上，對變頻供電時(shí)潛油電機(jī)采用長線傳輸出現(xiàn)的過電壓問題進(jìn)行了理論分析及仿真研究。長輸電電纜傳輸時(shí)，由于電纜和電機(jī)特性阻抗的不匹配導(dǎo)致了電機(jī)端過電壓現(xiàn)象的發(fā)生；并且隨著電纜長度的增加，過電壓幅值增大，振蕩頻率增高。在逆變器端加入