[實用新型]螺桿泵自控補償一體機

無效

• 申請號: 200820126556.5
• 申請日: 2008-07-01
• 公開（公告）號: CN201222655Y
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 薛瑩
• 申請（專利權）人: 薛瑩
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02H3/08;H02H7/20
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 張亞軍;李京楠

技術領域

本實用新型涉及油田采油設備的電力控制系統，特別涉及螺桿泵采油裝置的電力控制系統。

背景技術

螺桿泵采油裝置是油田的一種較新的采油裝置，在建設成本和運行效率方面較游梁式抽油機更具有優勢，螺桿泵采油逐步取代傳統抽油機采油，成為油田主要采油方式。

螺桿泵電機的自然功率因數平均值在0.42-0.45之間，與國家要求0.9以上有極大差距。油田上的螺桿泵基本由控制箱直接控制，難以滿足國家對電能使用的要求，造成能源的極大浪費。還有一種螺桿泵的控制方式是在控制箱中加變頻器，由人工調節變頻器參數，進行螺桿泵的補償。這種方式補償效果比較明顯，但在補償的同時，變頻器產生極不穩定的高次諧波，對電網中的系統設備影響大，造成系統設備的使用壽命下降，人工調節也耗費一定的人力和物力。

歸納起來，油田現有的螺桿泵控制設備存在以下問題：

一、不帶變頻器的控制箱，螺桿泵電機的自然功率因數低，電能浪費大；帶變頻器的控制箱，會造成系統諧波污染。

二、有集中補償設備的線路，功率因數補償單元只有粗調輸出模式；容易出現欠補償和過補償情形，欠補償時，網絡因傳輸容性無功功率，造成線路損耗，白白耗費了電容的設備投資。若補償電容過大，有可能發生鐵磁諧振過電壓，燒毀電容和變壓器。過補償時，功率因數角超前，但電容與電源仍有無功功率交換，同樣減少電源有功功率輸出。

三、功率因數補償單元沒有設置過載保護電路，因而當過壓和過流時，會影響電容投切和螺桿泵電機的運行。

四、控制箱中沒有設置延時自啟動電路，當電網停電后又恢復供電時，螺桿泵電機同時啟動，可能會對電網造成沖擊。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種螺桿泵自控補償一體機，將螺桿泵電機的自動控制單元、功率因數補償單元、過載保護單元、延時自啟單元集合在一個控制箱中，抗干擾能力強，運行安全可靠，補償控制響應及時迅速，先利用粗調補償單元整體控制功率因數，再利用微調補償單元進一步精確提高功率因數，不會出現欠補償和過補償情形，補償效果好，因而能最大限度的降低能耗，節約采油成本，并可杜絕螺桿泵電機與電網同時啟動危害電網的現象出現。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種螺桿泵自控補償一體機，包括投切控制器、功率因數粗調單元，功率因數微調單元，投切控制器、功率因數粗調單元、功率因數微調單元都設置在一個控制箱中，功率因數粗調單元有多組，其特征是：

每組功率因數粗調單元由一號三相電容器和切換開關構成，切換開關由交流接觸器的三對主觸點和三個晶閘管構成，一號三相電容器三個輸出端分別經過一號三相支線與油田電網的三相干線聯接；所述三對主觸點分別串接在三相支線上，所述三個晶閘管分別與三對常開觸點并聯；

功率因數微調單元由三號三相電容器和三相電感器構成，三號三相電容器的三個輸出端分別經過三號三相支線與油田電網的三相干線聯接；三相電感器分別串接在三號三相支線上，三相電感器的三個滑動觸頭經過傳動機構與步進電機連接；

投切控制器由三個交流互感器、模/數轉換器、微處理器組成，三個交流互感器分別與模/數轉換器的三個模擬輸入端口連接，微處理器的第一組數字輸出端口所述交流接觸器的線圈連接，微處理器的第二組數字輸出端口與中間繼電器的線圈連接，中間繼電器的常開觸點串接與所述步進電機的正、反轉控制回路連接；微處理器的第三組數字輸出端口與所述步進電機的脈沖輸入端連接，微處理器的第四組數字輸出端口與晶閘管觸發電路連接。

所述一號三相電容器由第一、第二、第三電容組成，第一、第二、第三電容按三角形連接，該三角形的三個頂點構成一號三相電容器的三個輸出端。

所述三號三相電容器由第七、第八、第九電容構成，第七、第八、第九電容按三角形連接，該三角形的三個頂點構成三號三相電容器的三個輸出端。

所述功率因數粗調單元與油田電網三相干線之間設置有過載保護單元。

所述功率因數微調單元與油田電網三相干線之間設置有過載保護單元。

所述油田電網三相干線與螺桿泵電機之間設置有過載保護單元。

所述過載保護單元由三個交流互感器、模/數轉換器、微處理器組成，三個交流互感器分別與模/數轉換器的三組模擬輸入端口連接，模/數轉換器的三個數字輸出端口分別與微處理器的三個數字輸入端口連接，微處理器的三個數字輸出端口分別與三個中間繼電器的線圈連接，該三個中間繼電器的常閉觸點分別串接在三相支線上。