长电缆驱动（精选4篇）
长电缆驱动 篇1
1 引言
冶金、石油化工、造纸、纺织等行业的电力驱动系统中,某些应用领域由于变频器和感应电动机之间的距离可以达几百甚至上千m,此时必须采用长线电缆进行连接。由于长线电缆的绝缘故障给整个驱动系统带来的问题越发引起相关行业的关注[1-3]。具体表现为电动机绕组和电缆线的绝缘材料迅速老化,造成电动机或电缆的绝缘损伤,甚至出现绝缘击穿,严重时导致电动机烧毁、电缆爆裂。长线电缆的绝缘故障会给系统的可靠运行带来极大的威胁,既影响了生产,又增加了维修经费,造成不应有的经济损失。
本文将通过PSCAD/EMTDC仿真软件建立“变频器—长线电缆—异步电机”计算模型,仿真分析变频谐波和电压闪停对长线电缆绝缘产生的影响,进而提出一种RLC低通滤波器来消除变频谐波产生的负面效应,并提出降低电压闪停影响的保护措施,最大限度地降低长线电缆的损坏机率,保证电缆及整个驱动系统长期可靠运行。
2故障原因分析
实际运行中,从电缆的检修原因来看,造成电缆绝缘损坏的因素主要有变频高次谐波和电压闪停[4-5]。
2.1 变频谐波的影响分析
变频技术的推广应用,一方面使电机调速性能大大提高,拖动控制系统的效率明显提高,另一方面在很多应用系统显著地节约能源,但与此同时变频技术也带来了新的问题[6-10]。
目前变频器广泛采用的是高频脉冲宽度调整技术(PWM)。随着电力电子器件技术的快速发展,器件的工作频率越来越高,因此PWM变频器的输出电压在很短时间内快速上升、下降,即存在很高的电压变化率。当其用于长距离供电工况时,由于长线电缆存在分布电感和分布电容,当电缆的波阻抗与负载电动机的等效阻抗不匹配时,将产生电压行波反射现象,在电缆中产生高频过电压阻尼振荡,加速了电缆线的绝缘老化,甚至造成电缆的绝缘击穿,严重时会使电缆爆裂。
另一方面,当PWM高频脉冲波在电缆中传输时,将有高频谐波对电缆的外护套进行高频加热,且谐波次数越高,谐波电压、电流放大倍数越大。严重的谐波电压及谐波电流使电缆中产生严重的过电压、过电流现象,电缆严重发热,其绝缘容易老化、击穿。
因此,为了提高电缆绝缘寿命、延长拖动系统检修周期,需要在长线电机拖动系统中加入有效的滤波装置以抑制PWM高频脉冲波对于长线电缆的损害。
2.2 电压闪停的影响分析
变频调速设备对电网供电质量有较高的要求。电压质量的优劣对变频器安全运行有着直接的影响,尤其是外界因素,如雷击、特大负荷投运、开关倒闸操作、架空线或电线短路故障等原因造成的电网瞬时停电,对变频器的正常运行有较大影响。变频器对电压闪变的反应非常灵敏,当瞬间停电超过5 个周波(即0.1 s)时,变频器的晶闸管立即关断,变频器保护停机。变电站一般设计有自动重合闸装置,但是自动重合闸反应时间只能达到2 s,不能解决瞬间停电对变频器造成的影响[11]。停电后变频器依靠直流电容中储存的能量支撑负载,因此其电压会迅速下降。当电压下降到临界值时,为避免损坏开关元件,必须封锁脉冲输出,使变频器停止工作。
当变频器停止工作后,电动机由于负载惯性大会存在一个较长时间的停车过程,在此期间电动机会发生能量倒送产生瞬间大电流,由于电缆接头部位导体截面突变,电流导通性较差,过电流将造成电缆绝缘的损坏。
3 仿真分析
本文利用PSCAD/EMTDC软件对PWM高频脉冲波和电压闪停对电缆接头处电压电流进行仿真分析。仿真模型见图1,模型中包括三相交流电源、变频器、长线电缆(动力电缆)、引接电缆、三相鼠笼式异步电机。其中逆变器采用6 脉波PWM控制,载波频率为3 k Hz,基波频率为50Hz,整流输入侧电压为1.24 k V,驱动的电机为50k W,1 k V的三相鼠笼式异步电动机,长线电缆型号为QYEQX6,长度L为2 km。
基于上述所建仿真模型,仿真计算变频器输出端电压及长线电缆与引接电缆接头处电压,结果如图2、图3 所示,相应的频谱分析图如图4 和图5所示。
图2 为变频器输出端电压波形。图3 为电缆接头处电压波形。经过对比,可以看出在电缆接头处最大电压可达到2.73 k V,而变频器输出电压为1.45 k V,过电压倍数为1.88 倍。图4和图5 分别为变频器输出端相电压和电缆接头处相电压的频谱分析图,可看出电缆接头处电压高频分量(载波频率附近)较变频器输出端电压高。
在高频谐波电压作用下,电缆的介质损耗为
式中:Pc为介质损耗值,W;f为谐波频率,Hz;U为谐波电压,V;C为电缆电容,F。
由于谐波的频率很高(高达3 000 Hz),且谐波电压幅值较高,使得电缆的介质损耗较大,温升较高。
图6为电缆接头处相电流波形。图7为相应的频谱分析图。可以看出,电缆接头处存在很大的谐波电流分量,载波频率附近最为明显。谐波电流流经电缆时引起的附加损耗为
式中:PL为附加损耗值,W;Ih为h次谐波电流,A;Rh为h次谐波频率下的电阻,Ω。
因集肤效应使得Rh随频率升高而增加,附加损耗加大,从而使电缆温度升高[12]。
长期运行过程中,电缆中严重的谐波电压产生很大的介质损耗,谐波电流产生一定的附加损耗,两者的共同作用导致电缆绝缘层发热严重,特别是在电流导通性较差的电缆接头处,从而加速绝缘老化,缩短电缆的使用寿命,严重时还会引起绝缘热击穿或者电缆爆裂。
在仿真系统中对变频器整流输入侧电源进行控制,模拟实际电网中电压闪停的情况。实际统计表明发生电压闪停后电动机降速时间一般为3~10 s。故仿真设计电动机降速时间为3 s,电源在t=2 s时发生闪停。电缆接头处相电压和相电流波形如图8和图9所示。
由图8和图9可知,当电网电压闪停时,由于变频器直流电容的能量支撑,电缆接头处电压缓慢降低为零。而电流发生突增,电缆接头处电流最大可增至正常运行电流的2.38倍。这是由于电机自由停车过程中,电机转子转速超过了同步转速,这时电机的转差率为负,转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反,其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机实际上处于发电状态,负载的动能被“再生”成为电能,能量回馈至系统中,产生过电流。由于长期高频谐波电压作用下电缆的绝缘电阻值已大大降低,当电压闪停发生时短时大电流将会导致电缆绝缘的破坏,使得电缆绝缘薄弱处-电缆接头处击穿。
4 保护措施
4.1 变频谐波抑制措施
为了抑制PWM变频器通过长电缆传输时产生的高频过电压、过电流,目前普遍采用变频器端输出滤波器,但以往研究提出的滤波器多针对较短电缆(几百m),而对上千m长线电缆所适用的滤波器研究较少[13-14]。基于此,本文设计了在变频器输出端接入一个RLC低通滤波器,抑制电压脉冲频谱中出现显著差异的高频成份,从而达到减小过电压的效果。
RLC低通滤波器接在变频器输出端,其单相等效电路如图10所示。
下面具体介绍滤波器参数的选取。对于RLC低通滤波器参数的选择,主要考虑以下几个因素:1)截止频率。RLC低通滤波器的截止频率即滤波器的谐振频率。根据截止频率与谐波THD的关系[13],选择滤波器的截止频率为800 Hz,可以把输出电压THD控制在5%的范围以内;2)滤波电感。选择滤波电感时要考虑到电感上基波的压降不能超过一定的范围,一般要求电感上的基波压降不能超过3%~5%。并且电感值的选择要使谐波电流的有效值不超过逆变器电流容量的10%~20%[14],否则,逆变器可能由于谐波电流过大而进入保护状态。综合考虑以上条件取电感值Lf=15.25 m H;3)滤波电容。选择电容值,使空载时流经电容支路的基波电流不超过逆变器电流输出容量的10%。另外,电容和电感值还要受到截止频率的限制。这两个条件决定了电容的取值范围[14]。综合两个条件,取滤波电容值Cf=4.2 μF;4)电阻。电阻的取值不宜太大,取值时要考虑到过调制和开关死区的影响,使电容支路的谐振电流限制在允许范围。综合考虑选取电阻值Rf=0.02 Ω。
仿真结果如图11~图14所示。
图11和图12分别为加入滤波器后电缆接头处的相电压和相电流波形,图13 和图14 分别为相应的频谱分析图。与图4、图5 对比可知,通过在变频器端加入匹配的RLC低通滤波器后,载波频率附近的谐波分量明显衰减,有效地抑制了谐波过电压和电流的产生。
4.2 电压闪停保护措施
由于电压闪停主要是通过影响变频器的输出造成电动机发生能量倒送进而损害电缆的绝缘,解决此类问题的关键在于调整变频器的参数设置或者采用相应保护措施以减小或消除电压闪停对电缆绝缘的影响。可采取以下措施来抑制电压闪停对电缆绝缘的影响。
4.2.1 调节变频器的参数
可以适当改变变频器的允许停电时间,通过延长允许停电时间以使变频器能够躲过短时电源(0.5 个周波到3 s)停电,不影响电机系统的运行。对于长时间停电(大于3 s)的情况,可以选择设置变频器中瞬时停电不停机模式,并调节瞬时停电不停机的时间,以调节电动机能够缓慢停止运行,不产生短时能量倒送。
4.2.2采用功率匹配的UPS供电电源
由于UPS具有“失压”或零切换时间的功能,即电源一旦“失压”或瞬间停电,变频器的进线电源改为UPS供电,电动机继续平稳运行。对于驱动重要敏感设备的中小容量变频器,通过UPS来供电,可以避免因交流电源发生瞬时停电引起变频器跳闸。
4.2.3 配置动态电压补偿装置
它的工作原理是将动态电压补偿装置串接在电源和变频器之间,装置中的电压监测单元一旦检测到电压凹陷,即触发控制内部逆变器,将装置内直流电压逆变成相应幅值和相位的交流电压叠加到电压凹陷的线路上,整个过程约2 ms,使变频器免受电压波动的影响[15]。
4.2.4 配置两路交流电源
变频器电源分别从2 段专用供电母线上接出,且该2 段供电母线按互为备用的方式配置。其“常用—备用”互为切换回路必须在变频器“低电压”保护跳闸前将备用电源快速切换上去。
5 结论
本文分析了变频谐波和电压闪停对长线电缆绝缘的不利影响。在变频器输出端采用本文设计的二阶RLC低通滤波器可有效抑制电缆接头处的过电压,消除了高频阻尼振荡现象,从而避免电缆绝缘的快速老化甚至损坏。同时采用优化变频器参数或抑制电压闪停影响的保护措施,能够达到保护长线电缆绝缘的目的。
摘要：采用长线电缆的电动机驱动系统频繁出现电缆绝缘损坏问题,严重影响了系统的可靠运行。在分析变频谐波和电压闪停对长线电缆绝缘影响的基础上,通过PSCAD/EMTDC软件建立了“变频器—长线电缆—异步电机”仿真计算模型,进行了变频谐波和电压闪停情况下长线电缆的过电压、过电流及相应频谱仿真分析。仿真结果表明:变频器输出脉冲波经长电缆传输时会在电缆接头处产生接近两倍的谐波过电压,同时产生谐波过电流导致电缆绝缘降低;电网电压发生闪停后,电机会发生能量倒送,产生短时大电流破坏电缆绝缘。基于仿真结果,设计了一种二阶RLC低通滤波器以抑制变频谐波的危害,并提出了降低电压闪停影响的保护措施,从而有效地保护电缆绝缘。
关键词：PSCAD/EMTDC,长线电缆,变频谐波,电压闪停,绝缘,RLC低通滤波器
B型地铁车辆间电缆跨接线长设计 篇2
关键词：车辆跨接,电缆,定长
1概述
车辆间跨接电缆是实现列车车辆间供电、网络通信、列车控制功能的关键组成部分, 其重要性不言而喻。车辆间跨接形式具体为在车端两侧分别设置1个分线盒, 跨接连接器插座安装于车辆端部的分线盒上, 插头与跨接电缆组件通过电缆夹紧件安装于另外一辆车的分线盒上; 车辆连挂时将连接器插头对插到另一辆车的插座上 ( 见图1) 。传统的车钩带电钩箱式跨接电缆定长为在施工时通过摆动车钩模拟跨接电缆运动情况来确定跨接电缆长度, 此定长方法可操作性较强, 比较容易实现。车辆间直接跨接电缆在施工时无法将2辆车直接连挂模拟车辆运动来确定跨接电缆长度, 因而需要寻求一种方法, 在设计阶段就确定好跨接电缆长度, 方便现场施工。本文主要介绍基于数据分析及三维模型模拟的来确定电缆长度, 以解决车辆间跨接电缆定长困难问题。
2跨接电缆长度设计
车辆在地铁的线路上运行时要求车辆间跨接电缆有较好的曲线通过能力, 要求通过最小曲线半径时两相邻车端外侧距离最大时电缆不受拉力, 内侧距离最小时电缆最低点不超过车辆的最低限界要求, 因此两个因素决定跨接线缆长度, 即车辆在车端跨接电缆处的最低限界, 相邻车辆外侧距离最大时, 电缆在不受拉力情况下的最小值。
2. 1车辆车端处限界
依据车体竖向向下偏移量计算公式及典型B型车车体竖向向下位移量参数, 计算车辆在车端区域限界要求。典型B型车车体竖向向下位移量参数见表1。
车体竖向向下偏移量计算公式:
依据表1参数计算得出B型车车辆在车端区域限界值 △YBPd。该参数作为跨接电缆长度运动时最低限界要求基准, 跨接电缆运动时最低点不能超过该限值。
2. 2跨接电缆定长
跨接电缆长度主要由车辆运动状态, 车辆限界条件决定。 依据地铁车辆运动图, 分析相邻两辆车在车场线110 m曲线轨道入口位移、轨道位移、110 m - 3 m - 110 m的S曲线轨道三种车辆的运动状态。在三种车辆运动状态下对应的车钩无变化、 车钩压缩50 mm、车钩拉伸40 mm工况下车辆跨接直线距离 ( 具体参数见表2) 。通过这些数据得出平面图中相邻车端跨接电缆固定点间最大距离为车场线110 m曲线轨道位移时车钩拉伸40 mm工况; 相邻车端跨接电缆固定点间最小距离为车场线110 m曲线轨道位移时车钩压缩50 mm工况。对平面数据进行三维模拟分析, 以确定电缆的长度。
依据以上平面数据分析, 以最大拉伸状态下来确定波纹管所需最小长度, 最大拉伸状态为车场线110 m曲线轨道, 车钩拉伸40 mm。在三维建模中, 将连挂的车钩间距离增加40 mm, 以车钩转动轴点旋转车体, 以达到模拟车辆在110 m曲线轨道, 车钩拉伸40 mm的相邻车辆间的运动状态。最大拉伸状态下跨接线缆三维模拟图如图2、图3所示。
对拉伸状态下的三维模拟数据分析, 两个固定点间波纹管接近拉伸到极限程度, 此时波纹长度L1。基于此长度模拟相邻车端跨接电缆固定点间最小距离情况下电缆下表面距轨面高度。
基于平面数据分析, 相邻车端跨接电缆固定点间最小距离为车场线110 m曲线轨道位移时车钩压缩50 mm工况。在三维建模中, 将连挂的车钩间距离减少50 mm, 同时以车钩转动轴点旋转车体, 以达到模拟车辆在110 m曲线轨道, 车钩压缩50 mm的相邻车辆间的运动状态。最小压缩状态下跨接线缆三维模拟图如图4、图5所示。
通过三维分析, 车辆在110 m曲线轨道, 车钩压缩50 mm的相邻车辆间的运动状态, 跨接电缆最低点距轨面H1。依据车辆正常运行限界要求H1 > △YBPd。
考虑到现场生产工艺的制造误差等因素, 为方便检查施工完成后的跨接电缆长度是否满足设计要求, 有必要模拟出车辆在自然状态下跨接电缆距轨面高度, 以方便对施工结果的检验。
自然状态下, 相邻车辆无相对运动, 车钩无拉伸压缩; 在三维模拟中设置波纹管为L1长度。三维模拟图如图6、图7所示。
自然状态下波纹管最低点距轨面H2, 在车辆完成编组连挂后, 可依据此高度值对跨接电缆长度进行检验核对。
3结语
本文给出了车端跨接电缆长度确定的设计方法, 为后续跨接电缆的设计提供一定的参考。
参考文献
[1]EN50343-2003:铁路应用机车车辆布线规则[S].
计算长电缆电机端电压的递推算法 篇3
在电机端进行阻抗匹配能有效抑制过电压,但是安装不方便。目前最常见的处理方法是在变流器中安装RLC滤波器［10-17］,以滤除调制波的陡峭上升沿,使得变流器的输出电压具有一定的上升时间。理论分析和实践已验证该方法的确可以起到抑制电机端过电压的效果,但抑制效果与滤波器输出电压的上升时间具有密切联系。因此研究电机端电压的大小与上升时间的关系具有重要意义。
文献[9-12]根据均匀传输线和反射理论进行定性分析,给出了在变流器输出电压为梯形波情形下电机端电压的反射过程,但在上升时间是多次传输时间时,反射理论分析显得非常困难,而且很难得到电机端电压在整个时域上的表达式。文献[18-20]根据拉普拉斯变换或时域法求解了传输线路上的波函数。然而,没有具体针对变流器输出的梯形调制波,准确给出电机端电压在整个时域的具体表达式,以及关于极端电压收敛性、最大值等详细特性的严格论证。
本文首先给出一般形式的电机端电压和变流器输出电压的时域关系,即电机端电压的递推关系。然后针对变流器输出电压为梯形波的情形,推导电机端电压关于上升时间的表达式,求出其最大值并指明其振荡周期和收敛性。最后通过在MW级双馈风力发电实验台,测出电机端电压波形,再与基于本文提出的理论仿真结果进行对比,说明我们的理论分析具有一定的实际指导意义。
1 电机端电压递推关系的推导
变流器与电机间由电缆线路连接,见图1。
将电缆线路看成是无损均匀传输线［7］,设电缆的单位长度电感为L0,单位长度电容为C0,位置x表示从电缆中某点到变流器输出端的距离,电机端到变流器的总距离为l。由电路原理可知,位置x处运算形式的电压U (x,s) 和电流I(x,s) 关系为［18］
解此微分方程,并记传输波速,可得位置x处的电压和电流为
其中U′(s) 和U″(s) 需由边界条件确定。
当电机端等效为阻抗ZL时,变流器端边界条件为:U (0,s) = U1(s) ,电机端边界条件为:ZLI (l, s)= U(l,s) 。于是得［1］:
式中:τ为单程传输时间;Z0为电缆的特性阻抗。
由式(3)可得:
式中,r为反射系数。当r = 1 时,相当于电机端开路;当r = -1 时,相当于电机短路;其它情况-1< r <1 。这里假设反射系数为一常数,即不含有运算算子s ,对于变流器经长线驱动电机系统而言,电机对于调制电压呈高阻抗特性,反射系数一般在0.9附近［12］。
根据式(3)可求得运算形式的电机端电压和变流器输出电压的关系为
根据拉普拉斯变换的延时性质,对式(5)进行拉普拉斯反变换,可得时域中电机端电压的递推关系为
该式的含义是:当前时刻的电机端电压等于单程传输时间前的变流器输出电压的(1 + r) 倍减去往返传输时间前的电机端电压的r倍。
2 递推算法
我们称根据式(6)计算电机端电压的方法为递推算法。在递推的初始段,即当t ≤ τ 时,变流器输出电压还没有传到电机端,故u2(t)= 0 。根据递推关系式(6)可得,当(2k - 1) τ< t≤(2k + 1) τ时,u2(t) 的级数表达式为
式中:k=1,2,⋯。
这就是时域下电机端电压关于变流器输出电压的表达式。
当变流器输出电压为梯形波时,两端各为一个斜坡阶跃,因此分析一个斜坡阶跃的响应即可。此时,变流器输出电压可由分段函数表示,即
其中2(m)-1τ<tr≤2mτm=1,2,…
式中:Ud为梯形波的平稳段电压值。
下面根据式(7)求解电机端电压的显式表达式。
当k < m ,且(2k - 1) τ< t≤(2k+ 1) τ 时,对于i =0,1,⋯,k-1 均有t-(2i + 1) τ< tr,因此:
当k ≥ m ,电机端电压需要表示为分段函数的形式。可把区间[(2k - 1) τ,(2k + 1) τ] 分成如下两段:
当(2k - 1) τ< t≤ tr+ 2(k - m)τ + v时,
当tr+ 2(k - m)τ+ τ< t≤(2k + 1) τ 时,
综上所述,式(9)~式(11)包括了电机端电压在整个时域上的表达式。当| r| < 1 时,上述级数是收敛的,且u2(∞) = Ud。
图2 为反射系数为1,变流器输出电压在不同的上升时间下,电机端电压的波形,虚线为变流器输出的梯形波,实线为电机端电压。横坐标为传输时间,单位为单程传输时间次数,纵坐标为电机端电压值,单位为V。可看出,在反射系数为1 的情形下,电机端电压在上升时间之后围绕变流器输出电压振荡,振荡周期为4 倍单程传输时间。
3 电机端电压的最大值
根据电机端电压在整个时域上的表达式,可以求出其最大值。在-1≤ r <0 的情况下,u2(t) 随时间单调递增至Ud,不存在电机端过电压现象。
在反射系数0< r ≤1 的情况下,当t = tr+ τ时,电机端电压取整个时域上的最大值,且最大值为
证明略。
特别地,若反射系数r = 1 ,则
且m为奇数时,
m为偶数时
该结论对于涉及滤波器的输出电压上升时间具有重要意义。
从式(12)可看出,电机端电压最大值是上升时间tr的函数,如图3所示。
当m为奇数时,电机端电压的最大值随tr的增大而增大,当m为偶数时,电机端电压的最大值随tr的增大而减少。电机端电压的最大值随着tr的变化以4τ 为周期振荡。总之,为抑制电机端过电压,上升时间tr最好设置在4τ 的整数倍附近,并且倍数的取值越大抑制效果越好。
4 对比实验
为验证本文的分析方法符合实际系统,在MW双馈风电发电机变流器试验台上进行现场实验,观测电机端电压的波形。
实验条件为:变流器输出端到电机转子端由长度50 m,每相4 根截面积为95 mm2的电缆,变流器的直流侧电压设定为550 V,调制出的线电压经过RLC滤波器得到变流器输出电压,试验电气连接图如图4所示。
通过改变RC支路的参数,或拆除RC支路,使得调制电压的上升时间发生改变,然后用示波器观测电机端电压的变化。图5所示波形对应的电感为0.07 m H,R为30 Ω ,电容为0.1 μF ,我们在示波器上测得的电机端电压的最大尖峰值约为650 V。
图6所示波形对应于取消RC支路而保留滤波电感时的电机端电压,最大尖峰值为850 V。这两种情况的电机端电压相差很大的原因就是如果有电容的滤波作用,可使得电缆的输入电压具有较长的上升时间,与前文的分析结果是吻合的。从示波器上可以看到,在合理选择RLC参数的条件下,能将电机端电压的最大峰值降到比较小的值。
下面是按本文提出的迭代函数法得到的仿真波形,在仿真中使用的电缆线电磁波传输速度为v = 1.5 × 108m/s。图7所示波形对应的电感为0.07 m H,R为30 Ω ,电容为0.1 μF的情况,可以看出其形状与图5的波形类似。
图8所示的仿真波形对应于取消RC支路而保留滤波电感,它与图6的实验波形类似。总之,虽然实验条件与仿真不可能完全一致,但从波形的相似程度来看,也说明本文的结论具有一定的意义。
5 结论
本文推导出电机端电压与变流器输出电压的时域关系,并给出显式表达式及最大值,为电机端过电压抑制滤波器的设计提供了理论基础。
摘要：针对变流器与电机间由长距离电缆连接时机端过电压问题,提出根据单程传输时间前的变流器电压和往返传输时间前的电机端电压而递推出当前电机端电压的方法。利用该方法,首先推导出在已知变流器输出梯形波的情况下,电机端电压的表达式。然后,严格论证了在上升时间之后的一个单程传输时间点电机端电压取得最大值,并给出电机端电压与上升时间的关系曲线。说明了电机端电压的最大值并不是变流器输出电压上升时间的单调递减函数,而是周期性地增减。相比于行波反射理论,所提出的方法更便于定量分析。最后,通过仿真和在双馈风力发电机变流器系统中实际观测的电压波形对比,说明所提结论的正确性。
长电缆驱动 篇4
顶部驱动钻井装置简称顶驱, 在石油钻井中承担重要作用。在出现的2起天意顶驱电缆损坏中, 均为主动力电缆或综合控制及辅助动力电缆断裂等严重损坏, 修复难度较大, 单套更换成本将近100万元。天意顶驱电缆由主动力电缆、辅助动力电缆和综合控制电缆3部分组成, 每部分由游动段和地面段电缆连接。电缆插接件的供应厂家分别为较早的华丰、美德尔及现在最新使用的中航等, 各个时期的插接件虽然质量不同, 但价格相同, 而且插接件属于一次性使用。一旦原来的拆卸下来就需要更换新的插接件, 在修理电缆的过程中, 电缆外面一般都有护套, 插件处灌胶, 如电缆中间损坏需要修理, 一般都必须将插接件截掉重新换新且与之连接配套的多个插接件都需要更换。
2 方案
(1) 对于主动力电缆的修复, 断裂后如果截掉损坏部分长度仍可满足现场使用, 可采用铜管连接处理, 做好绝缘防水并固定于顶驱本体电缆固定座以上。
(2) 对于辅助动力电缆及综合控制电缆的修复, 首先必须测量准确通断芯数, 应根据实际综合考虑是否还需要将插接件切断再进行二次测量, 得到准确情况。
3 案例
500714顶驱A主电机游动段主动力电缆损坏, 将电缆损坏部分截掉, 保留主动力电缆长度50 m (可满足现场部分电动钻机使用要求) , 将主动力电缆截掉后两端用铜管连接, 使铜管连接处位于顶驱本体电缆固定座上面, 做好绝缘防水措施。连接处不受力也不随顶驱上下移动, 只需要一小段铜管连接, 节省一整套顶驱动力电缆及24个插接件费用, 同时也免于顶驱本体上插接件的更换, 便于现场顶驱间的调换使用, 节省费用将近70万。