[实用新型]3300V油气田压裂变频调速系统

说明书

本实用新型提供一种3300V油气田压裂变频调速系统，包括六相电机、驱动六相电机的变频器以及上位机操作平台，所述六相电机为具有双定子绕组的六相感应电动机或永磁同步电动机，所述变频器采用多相电机驱动变频器，其包括整流单元、采用三电平逆变拓扑结构的逆变单元，所述整流单元通过储能电容模块与两个逆变单元相连接，两个逆变单元的输出端与六相电机相连接。该油气田压裂变频调速系统的输出功率可达4MW～5MW，具有节能、环保、噪声低、成本低的巨大优势，解决了传统柴油驱动压裂车设备存在能耗高、污染大、成本高的问题，填补了国内大功率电驱动油气田压裂变频调速系统的空白。

技术领域

本实用新型涉及一种变频调速系统，尤其是涉及一种3300V油气田压裂变频调速系统。

背景技术

压裂是目前提高油、气等不可再生能源采收率的重要手段之一，广泛应用于油、气井增产和注水井的增注，显然压裂已经成为改造低渗透油气藏和开发深部油气藏，以及页岩气、页岩油的主要手段。

压裂泵是压裂作业过程中的执行机构，是压裂直接动力来源，而压裂泵的运转作业离不开外部动力设备的驱动支持，可以说压裂泵驱动设备技术性能的高低,直接关系到压裂施工的成败与改造的效果。目前市面上的压裂泵驱动设备主要是大功率柴油压裂车，包括压裂车组、柴油机、液力变矩器和变箱速。由于国外,特别是美国在汽车制造等基础工业方面很发达，技术也比较先进，可以直接选用肯沃斯、万国、马克等载重大功率高速柴油机车作为压裂车，相比之下国内的压裂车驱动技术还处于起步阶段，因此国内的压裂车主要还依赖进口，价格昂贵，且柴油压裂车在长时间压裂作业过程中会消耗大量燃料，产生有害气体，存在压裂成本高、破坏环境、噪声大的问题。

在国家鼓励节能减排、保护环境的大背景下，在油气田压裂作业领域，由柴油压裂车向电驱动压裂变频调速系统的应用转变势在必行。

实用新型内容

本实用新型提供了一种3300V油气田压裂变频调速系统，基于以上市场机遇和传统柴油压裂车驱动设备存在的问题，特别是针对目前油气田压裂领域的传统柴油压裂车驱动设备存在不能无极调速，成本高，噪声、污染大、超限以及液压油污染等问题，通过一种基于24脉冲整流、3电平电气拓扑结构，具有共用直流母线的2独立逆变输出回路配合六相感应电动机或永磁同步电动机实现“3300V油气田压裂变频调速系统”。该变频调速系统驱动压裂泵具有可无极调速、输出功率可达4MW～5MW、效率高、节能环保、智能、低噪音等优点，其技术方案如下所述：

一种3300V油气田压裂变频调速系统，包括六相电机、驱动六相电机的变频器以及上位机操作平台，所述六相电机为具有双定子绕组的六相感应电动机或永磁同步电动机，所述变频器采用多相电机驱动变频器，其包括整流单元、采用三电平逆变拓扑结构的逆变单元，所述整流单元通过储能电容模块与两个逆变单元相连接，两个逆变单元的输出端与六相电机相连接。

上位机操作平台通过以太网与变频器进行通信，能够对六相电机的运行及工作状态进行在线控制和监视。

所述双定子绕组是将三相感应电动机或永磁同步电动机的60°相带绕组等分为两个相带，得到两组互差30°电角度、中点隔离的对称三相绕组。

所述六相感应电动机或永磁同步电动机具有两个电机输出轴，能够同时带动两个负载设备运行。

所述变频器的输入动力电为四路相位各差15°的830～850V AC的三相交流电源，即变频器整流单元为24脉冲整流。

所述变频器采用六相电机驱动变频器，具有两个独立的逆变单元作为输出回路，两个独立的逆变单元采用共直流母线结构，用于对三相电动机或六相电机进行驱动。

变频器的逆变单元通过真空接触器输出。

变频器的储能电容模块作为功率主电路装置，采用无电缆的叠层母排结构。

本实用新型的有益效果：