1 通用高效油井加熱控制裝置（以下簡稱通用控制裝置），是一種電源轉(zhuǎn)換效率高、即可用油管電加熱也可用于熱線井電加熱的通用加熱裝置，該裝置摒棄了慣用的先整流然后再變回交流電的變換模式，在三相電 源上加入了感性和容量兩種無功負載，將油井加熱功率均衡的分配到三相輸入電源上，而兩種無功功率相互抵消，在負載上得到的仍為工頻電壓、電流。變頻油井加熱控制柜的工作原理及自身功耗分析（以下簡稱變頻柜） 2.1.變頻柜主電路結(jié)構(gòu)如圖1. 2.2.變頻柜為了實現(xiàn)單相交流輸出，采用了 兩次變換。即：三相交流（AC）輸入，經(jīng) 二極管整流在濾波電容上得到直流電壓 再通過IGBT 逆變，轉(zhuǎn)換成交流電壓 ,經(jīng)變壓器B隔離輸出加到油井負載上。 2.3.變頻柜自身功耗由三部分組成 2.3.1. 變換損耗。 為功率整流器件在整流導通時有管壓降，每支整流管的管壓降與通過電流的乘積即為每支管子的功耗。 2.3.2. 變換損耗，這部分損耗占總損耗的比例最大。直流再轉(zhuǎn)為交流時功率模塊IGBT兩對角輪換導通，即 導通時 斷， 導通時 斷。每支IGBT導通時均有約2.5伏左右的管壓降，導通時IGBT流過電流，這一過程產(chǎn)生的損耗稱為導通損耗。又于IGBT開通或關(guān)斷時其上的電壓和電流都是逐步上升或逐步下降的，這兩段時間電壓和電流的重疊在IGBT上要產(chǎn)生開通和關(guān)斷損耗，也統(tǒng)稱為開關(guān)損耗。圖二為IGBT逆變過程損耗波形圖 兩端電壓 流過的電流 損耗的功率 段IGBT關(guān)斷狀態(tài) 段IGBT開通過程 段IGBT開通狀態(tài) 段IGBT關(guān)斷過程 關(guān)斷狀態(tài) 圖二中陰影部分的面積為IGBT開通、關(guān)斷一次損耗的能量。 2.3.3. 諧波分量在變壓器中的損耗。IGBT逆變后給變壓器的電壓波型為方波，方波中包含諧波分量。其中高次諧波在變壓器鐵芯和電磁線上會產(chǎn)生渦流損耗，這一損耗不僅耗電而且會使鐵芯和電磁線發(fā)熱。 3、通用控制裝置的工作原理和自身功耗分析 3.1. 通用控制裝置的主電路結(jié)構(gòu)如圖三 ZLC---可調(diào)感性、容性無功負載 PFC---功率因數(shù)校正裝置 B-----調(diào)壓變壓器 Z-----油井負載 3.2. 通用控制裝置在電網(wǎng)側(cè)接入可調(diào)感性和容性無功負載ZLC，ZLC中流過的無功電流與折合到變壓器一次側(cè)的負載等效電流向量求合，求合后在通用控制裝置內(nèi)感性電流和容性電流相互抵消，剩余的負載在一次側(cè)反應(yīng)的等效電流由三相電源均等的分別供給。實現(xiàn)三相電源平衡供電。功率因數(shù)校正裝置使輸入功率因數(shù)提高到0.99 3.3. 通用控制裝置自身功耗分析 從通用控制裝置的電路結(jié)構(gòu)不難看出，其主要自身功率產(chǎn)生于變壓器，該變壓器效率取決于設(shè)計，選用材料和鐵芯及導線截面，這些條件可由制造商控制。運行中實測該變壓器效率為98.5% 。 4、 變頻柜和工頻柜運行中自耗功率、功率因數(shù)、效率的實測數(shù)據(jù)。 類別 變頻柜 通用控制裝置平均自耗功率 5千瓦 1.5千瓦平均功率因數(shù) 0.78 0.99 平均效率 87.5% 96%