[實(shí)用新型]基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220222502.5
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN202679286U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛勝東;張加勝;秦延才;劉向軍;劉鵬;田承村;王興俊;張玲;王濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司河口采油廠
• 主分類號: H02P5/74
• 分類號: H02P5/74;H02M7/42;H02H9/04;E21B43/00
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 謝省法

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及抽油機(jī)井群控系統(tǒng)，特別是涉及到一種基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)有關(guān)抽油機(jī)及驅(qū)動電機(jī)的各種檢測與控制方式多種多樣，比如，以改善工藝、提高采收率為目的而為抽油機(jī)配備的逆變調(diào)速器、示功圖測試分析儀、滑差電機(jī)、變極調(diào)速；針對抽油機(jī)由于長期處于“大馬拉小車”狀態(tài)所致的功效低、功率因數(shù)低的問題，為了節(jié)能降耗而采用的節(jié)能控制電機(jī)、降壓節(jié)能和Δ/Y接法控制，以及對抽油機(jī)通過間歇式控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的所謂超級節(jié)能器等等。國外圍繞抽油機(jī)的控制主要采用比較完善的逆變調(diào)速裝置和與之配套的示功圖測試分析儀等，通過逆變調(diào)速器及多功能控制系統(tǒng)，既可以較好地滿足采油工藝的要求，又能達(dá)到有效的節(jié)能目的。在國內(nèi)各油田采用的逆變控制柜在以下幾方面有技術(shù)和性能上的差異和影響：首先，作為交－直－交逆變結(jié)構(gòu)，其交－直整流及濾波環(huán)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)不同，對于網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的大小及對電網(wǎng)的諧波污染程度有直接的影響。其次，對于逆變環(huán)節(jié)的SPWM控制及調(diào)壓控制的算法不同，直接影響著實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)“大馬拉小車”狀態(tài)下的降壓節(jié)能效果。再次，逆變控制柜對抽油機(jī)的不平衡饋能通常有兩種不同的處理方式和配置組態(tài)：一是在直流側(cè)接入剎車電阻耗能，電路簡單易行；二是交－直整流及濾波環(huán)節(jié)采用PWM可逆整流器將電機(jī)倒發(fā)電能量饋入電網(wǎng)，使不平衡饋能得以回收，避免能量的浪費(fèi)。后者技術(shù)難度較大，成本也較高。此外，由于所采用的技術(shù)手段不同，控制柜成本也各不相同，不過總體看來，逆變控制柜價格偏高，各采油廠難以接受，這也是逆變控制柜目前難以大面積廣泛應(yīng)用的主要原因。為此我們發(fā)明了一種新的基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)，解決了以上技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能效率高，可防止直流母線電壓的大幅度波動和過壓，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較遠(yuǎn)距離“一拖多”油井的不升壓輸電的基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)。???

本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)，該基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)包括變壓器，整流濾波裝置和多個逆變終端控制器，該變壓器將高壓電降低為380V或中高壓三相交流電源，該整流濾波裝置將該三項交流電源轉(zhuǎn)換為直流電能，該多個逆變終端控制器的多個輸入端通過公共直流母線并聯(lián)連接在該整流濾波裝置的輸出端，多個輸出端分別連接多個抽油機(jī)，該多個逆變終端控制器將該直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，為該多個抽油機(jī)提供該交流電能，并對該逆變終端控制器的運(yùn)行情況實(shí)時監(jiān)視、控制。

本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

該基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)還包括高壓開關(guān)，該高壓開關(guān)連接于該變壓器，控制高壓電纜與該變壓器之間的電力通斷。

該基于直流母線的抽油機(jī)井群控系統(tǒng)還包括空氣開關(guān)，該空氣開關(guān)連接該變壓器和該整流濾波裝置的輸入端，控制該變壓器與該整流濾波裝置之間的電力通斷。

該整流濾波裝置包括整流器和濾波器，該整流器將該三項交流電源轉(zhuǎn)換為該直流電能，該濾波器將該直流電能濾波。

該逆變終端控制器包括電力變換主電路、檢測與保護(hù)模塊和單片機(jī)控制模塊，該電力變換主電路的輸入端與該整流濾波裝置的輸出端相連接，輸出端與該抽油機(jī)電機(jī)相連接，其將該直流電能轉(zhuǎn)換為該交流電能，為該抽油機(jī)電機(jī)提供該交流電能，并吸收該公共直流母線上的過電壓能量，該檢測與保護(hù)模塊連接于該電力變換主電路的檢測端，其對該抽油機(jī)的電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測，并將檢測信號傳輸給該單片機(jī)控制模塊，該單片機(jī)控制模塊接收該檢測信號，并根據(jù)該檢測信號判斷該電機(jī)的工作狀態(tài)，以控制該電力變換主電路提供的該交流電能。

該電力變換主電路包括直流母線輸入濾波電容、充電保護(hù)單元、SPWM逆變器和過壓吸收保護(hù)單元，該直流母線輸入濾波電容將該直流電能濾波，該充電保護(hù)單元吸收因該直流母線輸入濾波電容剛上電時的沖擊電流，該SPWM逆變器將該直流電能轉(zhuǎn)換為該交流電能，該過壓吸收保護(hù)單元吸收該公共直流母線上的過電壓能量。

該檢測與保護(hù)模塊在該電機(jī)出現(xiàn)異常情況下自動發(fā)出聲光報警。

該單片機(jī)控制模塊應(yīng)用16位dsPIC30F系列DSP單片機(jī)及高頻PWM控制方式。

該逆變終端控制器還包括驅(qū)動模塊和不平衡饋能保護(hù)處理模塊，該驅(qū)動模塊的輸入端連接于該單片機(jī)控制模塊的輸出端，該驅(qū)動模塊的輸出端與該電力變換主電路的控制端相連接，以驅(qū)動該電力變換主電路，并強(qiáng)弱電隔離以保護(hù)該電力變換主電路，該不平衡饋能保護(hù)處理模塊連接于該電力變換主電路的檢測端以及該驅(qū)動模塊，吸收該公共直流母線上的過電壓能量。