潛油電泵由于工頻啟動負荷大，電機功率都相對較大，普遍存在著“大馬拉小車”現象，無功損耗多，耗電量大。加之潛油電泵不能自行實現軟啟停，使得電機、電纜的絕緣性能降低，在不同程度上影響了潛油電泵的使用壽命。為實現電泵井節能增效，經認真調研，我們引進了潛油電泵變頻技術，并在梁23-平1井安裝試驗了一套1140V潛油電泵專用變頻器。經過現場試驗后，見到了明顯效果。
一、潛油電泵專用變頻器的工作原理
1、變頻調速原理
變頻器可以通過改變潛油電機定子供電頻率來改變電機的轉速，以實現潛油電機的調速。交流異步電動機的轉速公式為：
n=60F1(1-S)/P
式中, n-電機轉速, F1-定子供電頻率，P-極對數,S-轉差率.
2、變頻器工作原理
該設備為交——直——交電壓源型變頻調速系統，即先將交流輸入整流為直流,再把直流逆變為所需頻率的交流。通過控制程序可以自由改變其輸出頻率，從而可以平滑地軟啟動電機、軟停車。再加上變頻器設有輸出濾波器，有較好的輸出波形補償，從而減少了由于輸出線較長而造成的傳輸損耗。
逆變部分采用三電平方案，與兩電平方案相比，它逆變電壓高，用常規電壓IGBT器件就能實現千伏以上的逆變，并且波形比兩電平好。
原理圖：三晶變頻原理圖:
圖1 三電平逆變原理圖
二、現場應用情況
變頻器主要技術指標如下：
輸入：三相、50Hz、線電壓1140V+15%～20%
容量：75KW
輸出：頻率2～50 Hz 連續可調，額定電壓1140V
過載能力：150%，1分鐘
保護功能：過壓、欠壓、過流、短路、缺相、溫升過高、失速等。
安裝方法：與控制屏串聯，即控制屏的輸出接變頻器的輸入，變頻器的輸出接井下機組。
安裝完畢，頻率調至40 Hz試運行1天，日產液量較原來下降10m3.9月11日，將頻率調至47 Hz運行，產量恢復到原來狀態。目前該變頻器運轉正常，運行數據見表1：
| 安裝前 | 安裝后 | 年耗電對比 (萬kwh) |
||||||
| 電壓 (V) |
電流 (A) |
頻率 (Hz) |
年耗電 (萬kwh) |
電壓 (V) |
電流 (A) |
頻率 (Hz) |
年耗電 (萬kwh) |
|
| 1140 | 52 | 50 | 66.05 | 1140 | 28 | 47 | -15.22 | |
表 1、梁23-平1井安裝變頻器前后運行情況統計表
三、效果評價和經濟效益
1、效果評價
2005年6月16日，純梁采油廠能源檢測站采用DJYC-95型電機經濟運行測試儀(電流、電壓0.5級，功率1.0級)，對梁23-平1井1140V潛油電泵專用變頻器的節電效果進行了現場測試，得出結論如下：
A、功率因數得到提高，由0.671提高到0.759。
B、有功功率降低幅度較大，有功節電率達到了22.49%，無功節電率為39.85%，綜合節電率為23.04%，節電效果較好。(見表2)
| 序號 | 項目 | 單位 | 安裝前 | 安裝后 |
| 1 | 有功功率 | Kw | 78.18 | 60.60 |
| 2 | 無功功率 | Kvar | 86.30 | 51.91 |
| 3 | 功率因素 | / | 0.671 | 0.759 |
| 4 | 有功節電率 | % | 22.49 | |
| 5 | 無功節電率 | % | 39.85 | |
| 6 | 綜合節電率 | % | 23.04 | |
