Гармоники VFD для электронасосов в нефтегазовой промышленности: руководство по измерению и устранению
Электрические погружные насосы работают от преобразователей частоты через длинные кабели и повышающие трансформаторы, поэтому вопросы гармоник в электроприводах насосов в нефтегазовой отрасли затрагивают привод, кабель и поверхностную распределительную систему··· Будь то морская платформа или наземный участок, начните с определения электрической границы, производственных режимов и вопроса устранения перед выбором оборудования.
Прямой ответ
Электропогружные насосы работают от VFD через длинные кабельные линии и повышающие трансформаторы, поэтому вопросы гармоник в нефтегазовых ESP связаны одновременно с приводом, кабелем и поверхностной системой распределения. Будь то морская платформа или наземный участок, начните с определения электрической границы, производственных режимов и вопроса устранения перед выбором оборудования.
Это важно, потому что вопросы гармонического тока, реактивной мощности, событий напряжения, координации защиты и работы оборудования могут пересекаться без одинакового технического решения. CNBYG может обсудить контекст линейки продуктов AHF/APF, когда измеренный гармонический ток является определенной целью. Он не может установить морскую сертификацию, разрешение для опасных зон, срок службы ESP или гарантированный результат по гармоникам на основе статьи или маркировки. Для более широкой навигации используйте Руководства по проектированию систем качества электроэнергии.
Определите электрическую границу перед сбором данных
Первое решение — где будет использоваться результат. Измерение на отдельном фидере может помочь охарактеризовать локальную нагрузку. Измерение на вводе, вторичной обмотке трансформатора или точке общего присоединения отвечает на другой вопрос. Запишите местоположение счетчика, ориентацию трансформатора тока, ссылку на напряжение, интервал выборки, период агрегации, рабочее состояние и были ли активны другие крупные нагрузки. Без этих деталей число нельзя надежно сравнить с целевым показателем проекта.
Для линий VFD ESP на добывающих скважинах создайте журнал эксплуатации, в котором указывается стабильное производство, запуск и последовательность разгона насоса, события отключения и одновременная работа нескольких скважин. Журнал должен ясно показывать, когда активна контролируемая нагрузка и что еще подключено к той же шине. Отдельно отметьте состояния, питаемые генератором и сетью, поскольку импеданс источника влияет на то, как тот же ток привода проявляется в напряжении.
Полезная запись предквотационного измерения обычно охватывает следующие пункты:
- Однолинейная схема размещения каждого счетчика с указанием коэффициента трансформации и полярности измерительных трансформаторов тока.
- Спектры напряжения и тока, уловленные в определенные интервалы агрегации, а не единичные снимки.
- Журнал эксплуатации с отметкой времени, связывающий каждое измерение с производственным состоянием каждой скважины.
- Существующая на той же шине номенклатура конденсаторов, реакторов, фильтров и приводов.
- График спроса и реактивной мощности, охватывающий как минимум один репрезентативный рабочий цикл.
| Вопрос по измерениям | Полезный ввод для проекта | Поддерживает решение |
|---|---|---|
| Что происходит на питающем линии привода ESP, которую контролируют? | Текущий спектр, тренд СКЗ, состояние нагрузки, местоположение КТ | Локальное устранение неполадок и характеристика источника |
| Что происходит на границе системы? | Тенденции напряжения/тока, спрос, информация о трансформаторе и вышестоящих данных | Оценка на системном уровне и определение целей |
| Повторяется ли состояние в различных производственных режимах? | Журнал работы с временными метками и несколько репрезентативных периодов | Планирование мощностей и ввода в эксплуатацию |
| Какое оборудование уже подключено? | Однолинейная схема, детали конденсаторной/реакторной/фильтровой установки и защиты | Обзор взаимодействия и интеграции |
Разделите гармоническое планирование от других электрических вопросов
Гармоническое планирование не должно становиться универсальным объяснением всех эксплуатационных проблем. Анализ формы сигнала может существовать наряду с отклонениями напряжения, потреблением реактивной мощности, небалансом, коммутационными событиями или вышестоящим возмущением. Каждая проблема требует собственных доказательств и метода принятий решений. Рекомендация, сделанная до такого разделения, может привести к неверному объему работ, особенно там, где установка включает существующее компенсационное оборудование или несколько источников нелинейного тока.
Земля Обзор стандарта IEEE 519 является полезным контекстом для обсуждения гармонического контроля на границах системы, но не является универсальным правилом подбора размера. Проектные группы должны определить применимые параметры, набор данных, сетевые условия и контрактные требования. Аналогично, статья не может подтвердить, что измеренное условие вызывает определенное эксплуатационное событие. Используйте данные измерений на объекте и ответственный инженерный процесс для установления этой связи.
Сравните пути смягчения последствий, не прибегая к одному устройству
Путь смягчения последствий следует определенной цели. Вариант должен быть отобран в короткий список только тогда, когда запись измерения его подтверждает и понятен проект интеграции. Ни одно устройство автоматически не является правильным ответом для каждого показания искажения, целевого значения реактивной мощности, события напряжения или вывода исследования системы. Существующие конденсаторные батареи, реакторы, фильтры, приводы, импеданс трансформатора, защита и ожидаемое изменение нагрузки — все это влияет на обзор проекта.
| Категория опций | Может быть рассмотрено, когда | Должно быть подтверждено до выбора |
|---|---|---|
| ААФ / АПФ | Устранение гармоник тока на распределительной шине площадки или платформы — это определенная, измеряемая цель | Текущий профиль, место установки, план КТ, основа мощности, защита, тепло и метод приемки |
| SVG / ASVG | Основная определенная цель — динамическое поведение реактивной мощности | Профиль реактивной мощности, контекст напряжения, существующее оборудование, элементы управления и граница ввода в эксплуатацию |
| Пассивные компоненты | Системное исследование определяет подходящую фиксированную или настроенную функцию | Риск резонанса, переключение, сетевые данные, защита и физическая установка |
| Оперативное или вышестоящее изменение | Источник, расписание или конфигурация распределения имеют существенное значение | Обязанности владельца, координация коммунальных услуг и задокументированный путь реализации |
Для обсуждения линейки продуктов см. Фильтр активной гармоники CNBYG AHF. Его следует использовать с проектными данными, а не в качестве замены исследования. Связанное руководство по Измерение гармоник ВФД и выбор АПФ объясняет этот же подход, основанный на измерении, в контексте соседнего приложения.
Планируйте интеграцию и ввод в эксплуатацию заранее
Интеграционные вопросы должны быть определены до выпуска RFQ. Команда должна задокументировать предлагаемое место подключения, конфигурацию CT, конфигурацию фидера и шины, доступное пространство, прокладку кабелей, вентиляцию, условия окружающей среды, доступ, связь, сигнализацию и ожидания по обслуживанию. Координация защиты и требования к отключению также нуждаются в проектном анализе. Это проектные входные данные, а не детали, которые можно отложить до прибытия оборудования.
Пусконаладка должна сравнивать репрезентативные пост-монтажные условия с заранее согласованной базовой линией и определенным методом приемки. Поддерживайте сопоставимость рабочих условий: записывайте, какие основные нагрузки были включены, к чему были подключены измерительные приборы и какие настройки измерения использовались. Если цель объекта включает метрику системной границы, план измерения должен сохранять эту границу. Иное положение измерительного прибора или иное состояние нагрузки может дать иной результат, не демонстрируя изменения в производительности оборудования. Руководство по снижение гармоник частотно-регулируемого привода насоса сточных вод показывает, как та же дисциплина ввода в эксплуатацию применяется в смежном сценарии.
Чек-лист запроса ценовых предложений и границы соответствия
Запрос более полезен, когда в нем содержится однoлинейная схема, номинальное напряжение и частота, информация о трансформаторе, репрезентативные данные напряжения/тока, график работы, перечень нагрузки, существующие конденсаторы/реакторы/фильтры, информация о защите, предлагаемое место установки, данные о пространстве и охлаждении, а также требования к связи. Опишите необходимое решение: локальное устранение неисправностей, оценка системной границы, снижение гармонических токов, реакция на реактивную мощность или скоординированный обзор.
CNBYG может рассмотреть эти входные данные и обсудить, подходит ли его линейка продуктов под заявленный объем. Его не следует просить обещать морскую сертификацию, разрешение для опасных зон, срок службы ESP или гарантированный результат по гармоникам. В случае проекта с регулируемыми, критическими или необычными эксплуатационными ограничениями привлекайте соответствующих владельцев, системных инженеров, коммунальные службы и специалистов по оборудованию. Используйте Страница контактов CNBYG для предоставления доступной информации о проекте.
Часто задаваемые вопросы
Почему системы VFD для ESP вызывают вопросы о гармониках на поверхности?
Передняя часть привода потребляет нелинейный ток из системы поверхностного распределения, а длинные кабели с понижающими трансформаторами формируют то, как этот ток проявляется на шине.
Должны ли морские и наземные объекты ESP использовать один и тот же план измерений?
Метод одинаков, но платформы, питаемые генератором, участки, питаемые от сети, и совместные системы сбора имеют разные границы, которые необходимо фиксировать в данных.
Настоящее руководство содержит утверждения о морской или опасной сертификации?
Нет. Решения по сертификации, классификации и опасным зонам принадлежат ответственному владельцу, классификационному обществу и квалифицированным инженерам для конкретной установки.
Достаточно ли одного измерения для выбора оборудования для смягчения последствий?
Обычно нет. Место измерения, условие эксплуатации, продолжительность, электрическая топология и цель проекта определяют, является ли данная информация репрезентативной.
Можно ли рассчитать оборудование для смягчения последствий, исходя только из подключенной нагрузки?
Нет. Обсуждение мощности требует оценки текущего поведения, профиля работы, топологии установки и определенной цели проекта.
Гарантирует ли эта статья соблюдение требований или операционный результат?
Нет. Применение стандартов, сетевые условия, критерии приемки и ввод в эксплуатацию должны быть определены и проверены для конкретного проекта.
Ссылки
Практические ответы на часто задаваемые вопросы
Можно ли определить размер активного гармонического фильтра только по мощности электродвигателя ESP?
Нет. Используйте измеренный или моделированный гармонический ток на определенной шине, операционное разнообразие, искажение напряжения и будущую нагрузку.
Где следует проверять соответствие требованиям по гармоникам?
На контрактной точке общего соединения или внутренней шине, с использованием согласованного метода измерения и рабочих случаев.
Корректирует ли AHF каждую электрическую проблему ESP?
Нет. Резонанс кабеля, дисбаланс напряжения, напряжение изоляции, эффекты общего режима и коэффициент мощности могут требовать отдельного анализа.
Что должно быть повторено во время пусконаладочных работ?
Повторите базовые рабочие случаи и сравните гармонический спектр, искажение напряжения, температуру, сигналы тревоги и поведение реактивной мощности.
Что важно на удалённых нефтегазовых участках?
Избыточность, запасные части, охлаждение, воздействие коррозии, связь, поведение при обходе, а также границы безопасной зоны или опасной зоны должны быть определены.