6SL3244-0BB12-1BA1 西門子G120控制單元CU240E-2 USS通訊
| 參考價 | ￥ 1027 |
| 訂貨量 | ≥1 |
具體成交價以合同協(xié)議為準(zhǔn)
- 公司名稱 武漢新王中電電氣設(shè)備有限公司
- 品牌 Siemens/西門子
- 型號 6SL3244-0BB12-1BA1
- 產(chǎn)地 英國
- 廠商性質(zhì) 經(jīng)銷商
- 更新時間 2023/12/28 11:29:36
- 訪問次數(shù) 2156
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| 產(chǎn)地類別 | 進(jìn)口 | 電動機(jī)功率 | 75kW |
|---|---|---|---|
| 額定電流 | 5.6A | 供電電壓 | 低壓 |
| 控制方式 | V/F開環(huán) | 輸出電壓調(diào)節(jié)方式 | PWM控制 |
| 外型 | 塑殼 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,地礦,包裝/造紙/印刷,紡織/印染 |
| 直流電源性質(zhì) | 電壓型 | 重量 | 1.5kg |
1 引言
西門子G120控制單元的工作原理是，控制單元(CU)電源模塊(PM)，CU在多種可以選擇的操作模式下對PM和連接的電機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)視。通過控制單元，可與本地控制器以及監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行通訊。控制單元可以為變頻器提供閉環(huán)控制功能，除此之外控制單元還可以完成其它的任務(wù)，它們可根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)化。
此外，西門子G120還集成了安全保護(hù)功能，能夠降低具有安全保護(hù)的自動化和驅(qū)動系統(tǒng)的購建費(fèi)用，同時有效保證人機(jī)安全。而且G系列變頻器旨在為交流電機(jī)提供經(jīng)濟(jì)的高精度的速度/轉(zhuǎn)矩控制。
二、主要性能：
(1) *的模塊化設(shè)計，應(yīng)用更加靈活，而且控制單元支持熱插拔，更換無需重新調(diào)試。
(2) 基于集成化的安全保護(hù)技術(shù)，使設(shè)備運(yùn)行更安全，操作更簡單。
(3)sinamics g120在集成了profibus和profinet兩種總線通訊，使得通訊有更多的結(jié)點，具有更高的性能。
(4) 全功率段實現(xiàn)換相整流，再生能量回饋，不產(chǎn)生任何系統(tǒng)干擾，而且所需線電流小，與常規(guī)變頻器相比，降低到80%。
(5) 控制單元可以有多達(dá)9個的數(shù)字輸入，集成的安全保護(hù)的型號帶有2個安全保護(hù)數(shù)字量輸入。端子為可插拔端子，使得接線更加方便。
(6)控制單元中可以插入mmc卡，用于保存變頻器的參數(shù)設(shè)置，當(dāng)應(yīng)用中的變頻器需要維修時，應(yīng)用它可以達(dá)到方便快捷設(shè)置參數(shù)的目的。例如在更換變頻器時可以進(jìn)行存儲卡數(shù)據(jù)的傳遞。
根據(jù)油田生產(chǎn)應(yīng)用與環(huán)境，并且吸取用戶反饋的信息，開發(fā)了以西門子g120-pm250再生回饋型功率模塊為核心元件的swe-g120型抽油機(jī)節(jié)能控制柜(見圖1)。該控制系統(tǒng)彌補(bǔ)了現(xiàn)有的變頻控制單速運(yùn)行與電阻式再生能量消耗方式的不足。操作與使用更加簡單可靠，數(shù)據(jù)采集視窗明了，沖程調(diào)節(jié)方便，是全新一代的油田節(jié)能降耗設(shè)備。
在我國廣大的油田采油區(qū)內(nèi)，有很多為低滲透的低能、低產(chǎn)油井，絕大部分要靠注水方式壓油入井，靠抽油機(jī)把油從地下提升上來。以水換油、以電換油是目前我國采油的基本方法。其中電能消耗在我國的石油開采成本中占了相當(dāng)大的比例。如何提高采油效率、提高產(chǎn)量，降低電耗與采出噸液能耗比例，以及抽油機(jī)再生能量處理方式，使用環(huán)境及地下工況，抽油機(jī)的控制方式與調(diào)節(jié)方便等諸多問題，成為油田節(jié)能設(shè)備廠家共同探討的焦點。在油田抽油機(jī)設(shè)備中，以游梁式抽油機(jī)使用方便、安全可靠。成為目前油田生產(chǎn)中的主要采油設(shè)備，應(yīng)用較為普遍，數(shù)量也多。
游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)與負(fù)載特性：
(1)由于配重偏差均大于10%以上，且在恒速運(yùn)行下，負(fù)載是變轉(zhuǎn)矩、變功率特性。在一個循環(huán)周期內(nèi)有兩次發(fā)電狀態(tài)，起動力矩大、慣性大。在國內(nèi)油田使用的抽油機(jī)普遍存在的問題：電機(jī)工頻運(yùn)行時間長、“大馬拉小車”、配重偏差均大于10%以上、效率低、耗能大，沖程和沖次調(diào)節(jié)不方便，時有空抽現(xiàn)象發(fā)生。
(2)抽油機(jī)的沖程頻次，雖然可以通過機(jī)械的方法調(diào)整，但是，一旦調(diào)整好之后，是不可以經(jīng)常改動的。并且通過皮帶輪直徑調(diào)整頻次的方法是有限的，不能動態(tài)適應(yīng)油井負(fù)荷的需要。而變頻調(diào)速則能動態(tài)調(diào)整抽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，可無級調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次，從而調(diào)整井內(nèi)提泵的充滿度，提高抽取效率，提高沖次還可增加原液產(chǎn)量，充分利用電機(jī)功率，實現(xiàn)了節(jié)能目的。
(3)在初期油井中，由于油井剛開采，儲油量大。為提高采油功效，我們可以提高抽油機(jī)的沖程頻次，讓變頻器運(yùn)行至65hz，頻率提高1/3，相應(yīng)地電機(jī)轉(zhuǎn)速提高了30%，其采油量也相應(yīng)提高。
(4)在中、后期油井采集中，由于井中原液儲量減少，供液不足，電機(jī)若仍采用工頻運(yùn)行，勢必浪費(fèi)電能，造成不必要的損耗。因而我們采用調(diào)整抽油機(jī)的沖程頻次和選用上快下慢的控制方式，一般將變頻器的頻率控制在35hz～45hz之間，這樣電機(jī)平均轉(zhuǎn)速下降20%，加之采油設(shè)備一般負(fù)荷較輕，其節(jié)電率可達(dá)30%。
本變頻柜(見圖3)可根據(jù)井下供液情況，人工調(diào)整抽油機(jī)工作沖程，實現(xiàn)游梁式抽油機(jī)的選定速度調(diào)節(jié)疊加可根據(jù)泵的充滿負(fù)荷度微量調(diào)節(jié)速度的動態(tài)調(diào)整，提高泵充滿系數(shù)及排量系數(shù)，達(dá)到更加節(jié)能與增產(chǎn)的運(yùn)行效果。
三設(shè)備介紹：
抽油機(jī)組：cyjy10-3-53hb 游梁式抽油機(jī)
電機(jī)型號：yzr350m1-8 抽油機(jī)繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)
額定功率：30kw
額定電流：63.4a
額定轉(zhuǎn)速：720rpm
額定頻率：50hz
工作機(jī)制：s1
絕緣等級：f
轉(zhuǎn)動慣量：152kg/m2
調(diào)整后平衡率：90%
西門子變頻器：sinamics g120
控制單元：cu240s dp
再生回饋功率模塊：pm250
swe-g120抽油機(jī)控制系統(tǒng)，采用德國原裝g120四象限再生回饋型變頻器,調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程頻次和上、下行程的動態(tài)速度控制。變頻器內(nèi)置式濾波器的電路設(shè)計杜絕了電網(wǎng)諧波干擾。控制為四象限再生能量回饋電網(wǎng)的運(yùn)行模式，從而達(dá)到優(yōu)秀的節(jié)能運(yùn)行工況，提高采油效率，降低了采油成本。
根據(jù)抽油機(jī)載荷的特殊性和野外工作特點，按照嚴(yán)格的電磁兼容(emc)規(guī)則設(shè)計、制造了抽油機(jī)的變頻柜。把防雷擊裝置、高速熔斷器等保護(hù)措施集成到柜體中，雙回路控制互鎖設(shè)計，以備變頻出現(xiàn)故障時切換到工頻，增強(qiáng)整機(jī)的可靠性。全計量的電量顯示，方便油井?dāng)?shù)據(jù)采集與評估。
(2)控制回路構(gòu)成
端子5、6分別設(shè)為啟動、故障復(fù)位端子，由電位器控制電機(jī)速度，無級調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次。模擬輸出1#口為輸出電機(jī)速度，模擬輸出2#口為輸出電機(jī)電流，顯示當(dāng)前電機(jī)電流，狀態(tài)信號顯示變頻停止信號、變頻故障信號，
抽油機(jī)一個沖程周期電機(jī)電流會出現(xiàn)兩個高點和兩個低點電流，抽油機(jī)在各點時的運(yùn)行狀態(tài)：
a點：上沖程，抽油機(jī)平衡塊(見圖2)處于高位置，而懸繩器(見圖2)則在低位置，此時電機(jī)向上提升抽油桿，把油抽出地面。
c點：下沖程，和a點情況正好相反，抽油機(jī)平衡塊(見圖2)處于低位置，而懸繩器(見圖2)則在高位置，此時電機(jī)向上提升平衡塊。平衡率低時，抽油機(jī)在下沖程時會出現(xiàn)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度大于電機(jī)對它的驅(qū)動速度，這時抽油機(jī)就會拖動電機(jī)發(fā)電，由于本臺試驗機(jī)的平衡率調(diào)整的比較好，電機(jī)基本不處于發(fā)電狀態(tài)，變頻器輸入電流在此時接近0a。
b點和d點：此時抽油桿和平衡塊處于平衡位置，只要電機(jī)有一點力就可以帶動抽油機(jī)旋轉(zhuǎn)，所以此時電流小。此時測得變頻器輸入電流為0a左右。
本機(jī)平衡率為90%，發(fā)電現(xiàn)象并不明顯，平衡率低時，抽油機(jī)在下沖程時會出現(xiàn)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度大于電機(jī)對它的驅(qū)動速度，這時抽油機(jī)就會拖動電機(jī)發(fā)電。
游梁式抽油機(jī)是一種變形的四連桿機(jī)構(gòu)，其整機(jī)結(jié)構(gòu)特點像一架天平，一端是抽油載荷，另一端是平衡配重載荷。對于支架來說，如果抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化*，那么用很小的動力就可以使抽油機(jī)連續(xù)不間斷地工作。在平衡率為100%時電動機(jī)提供的動力僅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，則需要電動機(jī)提供的動力越大。
應(yīng)用效果：項目現(xiàn)已正常運(yùn)行3個多月，期間測得數(shù)據(jù)如下：
(1)工頻運(yùn)行測試
運(yùn)行一個沖程周期電機(jī)電流變化：13.5-20.3a，電機(jī)電壓：410v ；
24小時工頻耗電約127.36度，5.3度/小時。
(2)變頻運(yùn)行
運(yùn)行一個周期電機(jī)電流變化：19.77-25.8a，電機(jī)電壓：255-280v；
24小時控制柜前端計量耗電約 88.77度，3.7度/小時。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算結(jié)果，采用西門子pm250變頻運(yùn)行節(jié)電率達(dá)30.3%，自運(yùn)行3個多月以來，按100天計算，大約節(jié)電3840度電，按每度電0.5元算，節(jié)約1920元，如果每口井上都使用了變頻器，則綜合效益就更加突出。
在此期間，我們又對原來用普通變頻器加制動電阻的控制方式，在同一油井進(jìn)行測試，其結(jié)果如下：
普通變頻37hz運(yùn)行輸入電流月平均值26.8a。輸出電流月平均值24.5a。
西門子變頻37hz運(yùn)行輸入電流月平均值25.7a。輸出電流月平均值21.55a。
普通變頻37hz運(yùn)行產(chǎn)液量月平均值32.6m3d。
西門子變頻37hz運(yùn)行產(chǎn)液量月平均值36.3m3d。
(3)對比計算：西門子pm250再生回饋型變頻器系統(tǒng)比普通加制動電阻型變頻器系統(tǒng)：
● 月輸入電流平均降低：4.1 % 。
● 月輸出電流平均降低：12.04 %。
● 月產(chǎn)液量平均增加：11.35 % 。
(1)西門子pm250再生回饋型變頻器的軟啟動方式，可提高電網(wǎng)效率，減小由于工頻啟動對電網(wǎng)影響。抽油機(jī)工頻啟動時，啟動沖擊電流達(dá)高達(dá)83.5a，對供電電網(wǎng)沖擊很大，影響電網(wǎng)質(zhì)量。
(2)節(jié)能潛力。一方面，油田抽油機(jī)為克服大的起動轉(zhuǎn)矩，采用的電動機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際所需功率，工作時電動機(jī)利用率一般為20%～30%，高不會超過50%，電動機(jī)常處于輕載狀態(tài)，造成資源浪費(fèi)。另一方面，抽油機(jī)工作負(fù)荷情況的連續(xù)變化，取決于地下的狀態(tài)。若始終處于工頻運(yùn)行，定會造成不必要的電能浪費(fèi)。為了節(jié)能，提高電動機(jī)工作效率，需進(jìn)行變頻改造。
(3)保護(hù)設(shè)備。電動機(jī)的功率因數(shù)大大提高，可達(dá) 0.8以上。實現(xiàn)了真正意義上的軟啟動，使啟動電流大大降低，減小了對電網(wǎng)的沖擊，降低了線損，避免了對電動機(jī)、變速箱等設(shè)備過大的機(jī)械沖擊，提高了設(shè)備的使用壽命，減少了維修費(fèi)用，提高了生產(chǎn)效率。
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