Влияние высокочастотной составляющей сигнала на изоляцию силового кабеля нефтедобывающей станции

Abstract

Приведены результаты исследований по выявлению основных причин выхода из строя силового кабеля нефтедобывающей станции. Особенность исследуемых станций в том, что для регулирования частотой питающего напряжения погружного центробежного насоса применяются частотно-регулируемые электроприводы. Рассмотрен ряд негативных факторов, связанных с работой электропривода: – возникновение перенапряжений в распределенных параметрах обмотки электродвигателя, в два и более раз превышающих приложенное напряжение; – пробой изоляции силовых кабелей, питающих погружные установки центробежных насосов; – питание частотно-регулируемого электропривода по длинному кабелю снижает КПД системы «привод – двигатель» на 10 % и более. Предполагаемая причина возникновения этого ряда негативных факторов – влияние высокочастотных составляющих напряжения, формируемого преобразователем частоты. Приведены результаты экспериментов и исследований, проведенных с целью измерения частотных характеристик сопротивления силового кабеля, питающего погружную установку центробежного насоса, параметров его изоляции, передаточной характеристики силового фильтра. По полученным данным измерений предложены рациональные пути решения поставленной задачи.

The research data on revealing major causes of power cable failures at the oil producing station are presented. Specific feature of the stations under study consists in that variable frequency electric drives are applied for regulation of a submersible centrifugal pump by the fre­quency of supply voltage. A number of negative factors connected with the operation of the electric drive are considered: – occurrence of over-voltages in distributed parameters of electric motor windings which are two or more times greater than the applied voltage; – breakdown of the insulation of power cables supplying power to submersible centrifugal pumping units; – power supply to variable frequency electric drive by long cable results in reducing the efficiency of the system «electric drive – motor» by 10 % or more. Supposed cause for the occurrence of these negative factors is the influence of high frequency components of voltage generated by the frequency converter. The data of experiments and studying are presented carried out for measuring frequency characteristics of the resistance of power cable supplying power to the submersible centrifugal pumping unit, its insulation parameters, transfer characteristic of the power filter. Using the data obtained efficient ways of solution the task assigned are proposed.