国产石油电器设备与国外电源系统匹配问题.pdf

国产石油电器设备与国外电源系统匹配问题 赵晓凯秦荣贵 汪振坤 张玉华 摘要针对国产石油电器设备和国外电源系统标准不匹配的问题，根据不同电器负载类型，提出解决措施，实现电器设备安全、 高效使用。 关键词石油电器设备频率电压电源系统匹配 中图分类号TE9文献标识码B 一、存在的问题 三、感性负载匹配方案 在海外石油钻修井以及辅助工程技术服务中，国产电器设 感性负载是按照工作在50Hz条件下铁芯趋于磁饱和的临 备多数按照国内380V、50Hz的用电标准配套。委内瑞拉、美国、界点而设计，在60Hz条件下工作时铁芯就会进入磁饱和区，电 加拿大等国家电源系统频率是60Hz，电压规格分为：①民用及流增大，线圈及铁芯的发热明显增加，很容易将线圈烧毁。因此 小容量工业用电，电压标准为208V／120V；括钻井队在内的 对于感性负载，关键问题是解决频率对用电设备的影响。 中等容量电气设备用电，电压标准为460V。一般可通过变压器 1．感性单相负载 进行电压变换，使变换后的电压适用于用电设备。但使用变频器 对于感性单相负载，电压问题和上述纯电阻性负载类似，因 进行频率变换存在诸多问题，变频器属于高端电子设备，价格昂 此主要考虑频率问题。在单相用电器中，控制用电源变压器、交 贵、工作可靠性差，而且输出的波形不是完整的正弦波，波形质 流接触器线圈、继电器线圈等元器件对频率较敏感。有些电器设 量差，对用电设备造成的负面影响较大，因此用变频器变频方式 使电源频率和用电设备频率达到一致显然不可取。因此，大部分 只能工作在50Hz下的元器件，则需要将交流接触器、继电器的 国产电器设备不能直接在60Hz、208V／120V或460V电网中正线圈换成60Hz的线圈。应急照明灯、录音机、复读机、有源音 常工作，应根据设备本身属性和实际所带负载性质，采取一定的 箱、充电器等内部使用电源变压器的设备需换成60Hz的电源 技术措施，和国外电源系统进行匹配。匹配效果良好的标准是电 变压器。 器设备温升值在规定范围、工作电流不超过额定值及所带负载 2．感性三相负载 平稳运转。 感性三相负载主要指石油钻修井现场应用最多的Y系列 石油钻修井队及辅助工程技术服务的电器设备主要分为： ①纯电阻性负载，如加热用加热器、照明用白炽灯等；②感性负 电网使用，电压和频率问题均需考虑。 载，主要是使用硅钢片铁芯和线圈的用电设备，如电机及使用变 (1)三相异步电机电压的匹配方案 压器、电磁线圈的用电设备等。 二、纯电阻性负载匹配方案 对于纯电阻性负载，P=时尺(卜功率，￡『_一电压， R——电阻)，因此只需考虑电压因素即可，频率对纯电阻性负 异步电机在460V、60Hz环境下使用是可行的。对于普通电机， 载的影响很小，可以忽略。208V／120V、60Hz用电标准的生活理论上需要考虑电机轴因功率提升，容易引起断裂的问题。实际 和小容量工业用电电压较低、电流较大，为减小线路压降的影 上电机生产厂家对于电机轴的扭矩设计有较大的安全系数，经 响，208V／120V往往提升较高，线电压可从208V提升到过多年使用，验证这样做是完全可行的，未发生过电机轴断裂问 230V，和我国标准相电压相当。因此220V、50Hz纯电阻性负题。如某单位钻机液压动力源50Hz电机和封井器远程控制台 载可直接接到208V／120V线电压上工作，如非电子控制的电 饭锅、电热水器、电加热器、白炽灯泡及碘钨灯等纯电阻性负 未发生故障。 载。 方案2：国产4．5kW以下的三相异步电机，接线方法一般是 对于使用开关电源的电器设备则分两种情况，一种用电设 Y型接法，每相线圈的额定电压是220V。将这类电机的接线方 备是宽电压90—240V、50／60Hz通用的，不需要考虑电压、频率 与设备匹配问题，直接使用即可，如手机充电器、笔记本电脑等； 用上述方法改接一台3．3kW电动打气泵电机，现场实际运行， 另一种用电设备是双电压，只需要将电压选择开