注水系统电机调端电压节能控制技术研究

论文摘要

随着油田进入高含水开发期,注水量大幅度增加,注水系统耗电量也大幅度加大,成为造成油田电力紧张的重要原因之一。因此,开展注水系统的节能研究已经成为刻不容缓的事情。 在广泛分析了众多注水系统节能措施后,本文选择了调电机端电压调速节能的方法进行研究。注水泵机组采用调压调速系统后,泵站就可以根据实际需要的流量来调节电机的转速,并保证了电机仍在高效区运行,从而减少了不必要的能耗。调压调速节能,具有投资小,调节简单,维修方便等优点,是一种具有广泛应用前景的节能方法。 本文主要对以下几个方面进行了研究并得出了相应的结论: （1） 通过理论分析油田注水系统使用调电机端电压调速节能的可行性,指出调压的范围不能太大,在大范围内运行效率不高。一般的调压范围最好限定在额定电压的10%左右。 （2） 本文以欧姆龙CPM1A-30CDR型可编程控制器（PLC）为核心,加上模拟量输入模块和压力变送器构建了整个调压调速控制系统,实现了调压调运的自动化控制。 （3） 通过室内对5.5KW电机进行调端电压实验以及对实验数据的分析可知,调压调速的节能方法在异步电动机拖动泵类负载的系统轻裁时具有一定的节能效果。 （4） 本文最后提出了增大调压范围的措施和进一步研究的建议。

论文目录

• 第一章 国内外注水系统节能控制技术的研究概况
• 1.1 概述
• 1.2 注水系统节能措施的研究现状
• 1.2.1 提高电机效率节能
• 1.2.2 提高离心泵效率节能
• 1.2.3 提高管网效率节能
• 1.2.4 其它节能措施的研究及应用
• 1.3 异步电动机的调速节能
• 1.3.1 变极调速
• 1.3.2 变频调速
• 1.3.3 转子串电阻调速
• 1.3.4 电磁转差离合器调速
• 1.3.5 串级调速
• 1.3.6 调压调速
• 1.4 本文开展的研究内容
• 第二章 调压调速的基本原理
• 2.1 调压调速的基本原理
• 2.2 调压调速对电机的影响
• 2.2.1 异步电动机参数的工程计算法
• 2.2.2 异步电动机调压调速时的能量指标
• 2.3 调压调速对离心泵的影响
• 第三章 可编程控制器简介
• 3.1 PLC简介
• 3.1.1 PLC的定义
• 3.1.2 PLC的基本组成
• 3.1.3 PLC的特点
• 3.1.4 PLC的用途
• 3.1.5 PLC的分类
• 3.1.6 PLC的主要技术指标
• 3.2 PLC的工作过程
• 3.2.1 PLC的工作原理
• 3.2.2 PLC三个阶段的工作过程详述
• 3.2.3 PLC的编程简介
• 3.3 模拟量I/O单元简介
• 第四章 调端电压节能控制实验研究
• 4.1 实验原理
• 4.2 实验设备
• 4.2.1 实验室水路循环图
• 4.2.2 实验设备及选型
• 4.3 技术方案
• 4.3.1 程序流程图
• 4.3.2 调电压实验电路控制图
• 4.3.3 调端电压调速实验PLC程序
• 4.4 实验数据及处理
• 4.4.1 实验数据
• 4.4.2 实验数据处理
• 4.4.3 各参数的变化曲线
• 4.5 实验结论
• 4.6 增大调压范围的措施
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录1 压力传感器输入输出换算关系推导
• 附录2 模拟量输入单元输入输出信号范围
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书