1.引言
随着全球能源转型加速与市场竞争日益激烈，油气行业正面临提升能效、降低运营成本、减少碳排放等多重挑战。乙烷回收作为提升天然气附加价值、保障下游化工原料供应的关键环节，其生产过程的能耗与运行稳定性直接影响到项目的经济效益与环境效益。在乙烷回收装置的众多高能耗设备中，大功率高压电动机驱动的压缩机、泵和风机等关键设备能耗占比超过60%。
高压变频调速技术是当今电气传动领域先进的节能技术之一，通过改变电机的工作电源频率平滑调节电机运行转速，实现对负载流量、压力的精确控制，进而获得显著的节能效益（通常可达20%-40%）。因此，采用兼具电网适应性和高可靠性的高压变频调速装置，对于减少停机损失、确保项目长期收益至关重要。
经多方调研论证，用户最终选择上海能传电气NC HVVF系列大容量水冷高压变频器系统作为某项目电动机配套驱动装置。能传电气高压变频器的功率单元快速自动旁路设计与低电压穿越功能（LVRT），分别应对内部单元故障和外部电网晃电，可有效避免此类问题造成的机组非计划停机。
2.技术方案概述
该项目天然气外输压缩机组装机功率为27.7MW，配套变频调速装置型号为NC HVVF 10/10-32000LO。一次系统图如下：
图1 NC HVVF 10/10-32000LO变频调速装置一次系统图
为进一步提升变频器的系统可靠性，能传电气为该项目高压变频器配置了两个可靠性增强功能：
2.1 功率单元快速自动旁路设计
当某个功率单元故障或控制元件损坏时，功率单元旁路功能可以保障变频器不停机且连续稳定运行，满足该项目高可靠性要求。在实际运行过程中，如功率单元发生故障，变频器采用功率单元快速自动旁路技术，旁路故障单元，具体旁路过程如下：
（1）变频器检测到任一单元故障后，立即封锁脉冲输出；
（2）脉冲封锁后，立即闭合故障单元的旁路接触器，物理旁路故障单元；
（3）旁路接触器闭合后，变频器重新输出脉冲，电机恢复至正常运行状态。
图2 功率单元旁路前后对比
下图为正常输出相电压和线电压仿真波形：
图3 正常输出相电压和线电压仿真波形
下图为A相旁路1个单元后的输出相电压和线电压仿真波形，由图可见，虽然A相的相电压降低，三相角度差并不是120度，而是128度和104度，但最终输出的线电压是平衡的，角度差为120度。
图4 A相旁路1个单元后的输出相电压和线电压仿真波形
下图为带有功率单元旁路功能的现场切换波形图：
图5 功率单元旁路现场切换波形图
整个旁路过程时间＜200ms，电机转速跌落较小，电机电压保持在较高幅值，因此变频器可以持续检测电机的当前转速。
下图为实测1个单元旁路后的输出线电压波形，由图可见，输出线电压仍然是对称的。
图6 一个单元旁路后的输出线电压波形
2.2 低电压穿越功能（LVRT）
当输电线路遭遇雷击、暴风雪、结冰等恶劣天气，而产生电网电压波动、短时跌落、瞬时中断等问题时，能传电气NC HVVF系列高压变频器内置的先进ProCon（Process Continuous）技术可最大限度保障设备持续运行。
ProCon集成了动能缓冲低电压穿越（LVRT）、动态转速跟踪、平方转矩负载智能限幅，PWM增强调制等多种技术，并对这些技术模块进行有效整合。
当网侧电压跌落15%~40%时，NC HVVF系列高压变频器通过降低转速，限制变频器输出的转矩，变频器维持降额运行；当电网电压跌落至60%以下，甚至电网完全失电时，通过动能缓冲低电压穿越功能（LVRT），将电机及负载的旋转动能转换为电能，为变频器的功率单元充电，以维持功率单元电压，避免单元欠压停机。
图7 能传电气高压变频器现场照片
图8 低电压穿越实测波形（零电压穿越2.07s）
3.基本配置
根据电机参数和负载要求，能传电气高压变频器基本配置如下：
4.结束语
综上所述，为乙烷回收装置的关键压缩机负载配套高可靠高压变频器，是一项集技术先进性、经济效益性与环境友好性于一体的战略性投资。
能传电气为该项目提供的大容量水冷高压变频器，作为乙烷回收工程压缩机组电驱系统节能降耗的关键环节，通过三年多的稳定可靠运行，与天然气处理、余热利用等系统深度融合，为油田实现绿色高效生产和资源深度利用提供了有力技术支撑。
自投运以来，该高压变频器经受住了外部电网多次不同程度的晃电考验，极大程度保障了连续生产流程的稳定性，提高了生产效益。
