專利名稱：游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力變電設備，特別是一種游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器。
目前，石油工業(yè)采油設備中，普遍應用游梁式抽油機，因其起動和運行的需要，在電動機和變壓器的配置上，普遍存在″大馬拉小車″的問題。究其原因，主要是在起動游梁式抽油機時，因其很大的惰、慣性，電動機起動十分困難，從而造成變壓器二次側電壓的急驟下降。由于″電動機起動轉矩與其電源電壓的平方成正比″，故電動機起動轉矩會因變壓器二次側電壓急驟下降而驟減，電動機處于近似堵轉狀態(tài)，其起動電流巨增，而使電源電壓更大幅度的下跌，這種惡性循環(huán)使設備無法進入正常工作。例如采用50KVA的變壓器為37KW的電動機提供動力電源，而游梁式抽油機經起動后，在進入正常運行狀態(tài)時，一般僅需10--22Kw左右的功率，故電動機和變壓器的負載率偏低，浪費電能。
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，使游梁式抽油機與電動機之間、電動機與變壓器之間達到功率的最佳匹配，節(jié)能降耗顯著。
本實用新型是通過下述技術方案實現(xiàn)的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器是由一種二次側帶抽頭的油浸式調壓變壓器、斷路器、機械式互鎖裝置以及傳感監(jiān)控器等組成。調壓變壓器的一次側繞組與普通變壓器相同，設有無載調壓分接開關，一次側接入交流三相6000V，二次側三相繞組各增設一個抽頭，既400V、480V。采用兩個斷路器投、切400V、480V兩組不同電壓的的電源，并用一套機械式互鎖裝置驅動兩個斷路器，以確?？刂频目煽啃?。傳感監(jiān)控器能對斷路器輸出的電動機電源電壓進行準確監(jiān)控，并控制機械式互鎖裝置驅動兩個斷路器，轉換游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器輸出的電源電壓。當起動游梁式抽油機電動機時，電動機拖動重負荷緩慢起動而起動電流急驟增大，從而迫使電源電壓急驟下降，當降至傳感監(jiān)控器預先設定的最低電壓控制值時，傳感監(jiān)控器就會迅速地控制機械式互鎖裝置在瞬間首先關斷控制400V輸出的正常電壓斷路器，立即投入控制480V輸出的增高電壓斷路器，使電動機電源電壓達到480V，由于電動機起動壓降，480V的電壓也下降到380V左右，這樣就保證了電動機在額定電壓下的額定起動轉矩，確保順利起動游梁式抽油機。當游梁式抽油機經起動將要進入正常運行狀態(tài)時，電動機的電源電壓迅速回升，當回升到傳感監(jiān)控器預先設定的最高電壓控制值時，傳感監(jiān)控器就會迅速地控制機械式互鎖裝置在瞬間首先關斷控制480V輸出的增高電壓斷路器，立即投入控制400V輸出的正常電壓斷路器，使電動機電源電壓達到400V，經過上述的自動控制過程，使游梁式抽油進入了正常運行。在這里特別指出，機械式互鎖裝置可采用國內市場上現(xiàn)有的電磁驅動式和與其配套的傳感控制器的正規(guī)產品，而不能采用電動機驅動式產品，因為電動機驅動式執(zhí)行速度不如電磁驅動式執(zhí)行速度快。以上所述的兩個斷路器在機械式互鎖裝置控制下進行切換時，電動機電源會瞬間斷電，但是由于電動機在瞬間斷電時，仍在高速旋轉，其自身產生的感應電動勢在瞬間正好補充了瞬間的斷電，故電源的瞬間斷電并不會影響電動機及其控制電器的正常工作。
本實用新型的最大優(yōu)點是能使現(xiàn)有游梁式抽油機供電變壓器的容量減小40％，同時可使應用游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器供電的游梁式抽油機配置的電動機功率減小20％。而游梁式抽油機、電動機以及游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器都能夠非常安全、可靠地正常運行。例如一臺游梁式抽油機原來用一臺50KVA的變壓器為其配置的37KW電動機供電，如果采用游梁式抽油機專用節(jié)能變壓，只需用一臺30KVA的就可替換原機配置的50KVA的供電變壓器，與此同時還可用28--30KW的電動機替換原機配置的37KW電動機，而且能保證油井的正常生產。綜上所述，經保守測算，一臺30KVA的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，可使每口油井年節(jié)能降耗，折合人民幣5000--80000元。
以下結合附圖進一步說明。
附
圖1是游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器電路原理示意圖，附圖2是油浸式調壓變壓器電路示意圖。
附圖注解1.游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，2.油浸式調壓變壓器，3.增高電壓斷路器，4.正常電壓斷路器，5.機械式互鎖裝置，6.傳感監(jiān)控器，7.控制保護開關柜，8.電動機，9.游梁式抽油機，10.無載調壓分接開關。
如附圖1所示的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)，其油浸式調壓變壓器(2)的內部電路見附圖2所示。它的一次側繞組與普通變壓器相同，設有無載調壓分接開關(10)，以便在高壓一次側調整變壓器的輸出電壓。一次側從A.B.C端接入交流三相6000V，二次側三相繞組各增設一個抽頭，其中a.b.c端輸出480V電壓，a′.b′.c′端輸出400V電壓。a′.b′.c′端分別接在正常電壓斷路器(4)的輸入接線端上，a.b.c.端分別接在增高電壓斷路器(3)的輸入接線端上。正常電壓斷路器(4)和增高電壓斷路器(3)的6個輸出接線端″同相并聯(lián)″后，引出三條電源相線，接入控制保護開關柜(7)的輸入端，其輸出端連接在電動機(8)的電源接線端上，電動機(8)用傳動帶連接游梁式抽油機(9)，為其提供動力。
傳感監(jiān)控器(6)的三個傳感元件分別套裝在增高電壓斷路器(3)、正常電壓斷路器(4)的6個輸出接線端同相并聯(lián)后引出的三條電源相線上，其檢測出的相對電壓值送入傳感監(jiān)控器(6)，傳感監(jiān)控器(6)依據(jù)預先設定的最高、最低電壓控制值，按設定的程序分別控制機械式互鎖裝置(5)內置的兩個電磁鐵線圈的電源通、斷，從而使機械式互鎖裝置(5)聯(lián)動增高電壓斷路器(3)和正常電壓斷路器(4)實現(xiàn)和完成電源電壓的轉換。控制保護開關柜(7)是抽油機原配置的設備，使用它如常規(guī)控制電動機(8)一樣，即方便，又能監(jiān)控、防止電動機(9)和游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)的過流和缺(斷)相，從而確保電器設備的安全。
若啟游梁式抽油機(9)，首先需用控制保護開關柜(7)起動電動機(8)，電動機(8)開始拖動游梁式抽油機(9)，在重負荷下，電動機(8)的起動電流瞬時達到正常工作電流值的7--10倍，故游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)輸出的400V電源電壓急驟下降，當降至傳感監(jiān)控器(6)預先設定的最低電壓控制值(300V)時，傳感監(jiān)控器(6)就會迅速地控制機械式互鎖裝置(5)在瞬間首先關斷控制400V輸出的正常電壓斷路器(4)，立即投入控制480V輸出的增高電壓斷路器(3)，使電動機(8)的電源電壓達到480V，由于電動機(8)的起動壓降，480V的電壓又被降至380V左右，這樣就保證了電動機(8)在額定電壓下的額定起動轉矩，確保順利起動游梁式抽油機(9)。當游梁式抽油機(9)經起動并將進入正常運行狀態(tài)時，電動機(8)的電源電壓迅速回升，當回升到傳感監(jiān)控器(6)預先設定的最高電壓控制值(390V)時，傳感監(jiān)控器(6)就會迅速地控制機械式互鎖裝置(5)在瞬間首先關斷控制480V輸出的增高電壓斷路器(3)，立即投入控制400V輸出的正常電壓斷路器(4)，使電動機(8)的電源電壓降回到400V，由于電動機(8)工作壓降，400V的電壓完全能保證在380V以上，經過上述的自動控制過程，使游梁式抽油進入了正常運行。傳感監(jiān)控器(6)和機械式互鎖裝置(5)內，都設置了抗干擾電路和機械式閉鎖裝置，以防止機械式互鎖裝置(5)誤動，同時還能防止因電源電壓波動而可能造成電動機(8)經起動進入正常運行后的再一次轉換投切等問題，確保游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)在控制保護開關柜(7)的控制下，只能在切斷電動機(8)電源后，才能再次為電動機(8)提供起動電源，從而循環(huán)上述的起動程序。
游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)的油浸式調壓變壓器(2)的一次側可根據(jù)油井供電系統(tǒng)電壓等級而選定，如選擇6.0KV、6.3KV、10KV或35KV均可。油浸式調壓變壓器(2)二次側輸出的額定電壓可根據(jù)用戶的需要，選擇380V、600V或1140V。當油浸式調壓變壓器(2)的二次側電壓選擇在1000V以上時，增高電壓斷路器(3)和正常電壓斷路器(4)應選用真空開關器件。
斷路器(3.4)、機械式互鎖裝置(5)以及傳感監(jiān)控器(6)在國內市場上都能買到廠家配套、正規(guī)的產品，所以在上述說明中，不再詳述。
游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)的增高電壓斷路器(3)和正常電壓斷路器(4)也可采用交流接觸器或可控硅元件。同時根據(jù)可控硅的特性，可以對油浸式調壓變壓器(2)二次側輸出的電源電壓實施連續(xù)平滑調整的技術方案。
權利要求1.游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器是由一種二次側帶抽頭的油浸式調壓變壓器、斷路器、機械式互鎖裝置以及傳感監(jiān)控器等組成，調壓變壓器的一次側繞組與普通變壓器相同，設有無載調壓分接開關，二次側三相繞組各增設一個抽頭，采用兩個斷路器投、切兩組不同電壓的的電源，并用一套機械式互鎖裝置驅動兩個斷路器，以確?？刂频目煽啃裕瑐鞲斜O(jiān)控器能對斷路器輸出的電動機電源電壓進行準確監(jiān)控，并控制機械式互鎖裝置驅動兩個斷路器，轉換游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器輸出的電源電壓。
2.按權利要1所述的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，其特征是油浸式調壓變壓器(2)的二次側三相繞組各增設一個抽頭，其中a.b.c端輸出480V電壓，a′.b′.c′端輸出400V電壓。a′.b′.c′端分別接在正常電壓斷路器(4)的輸入接線端上，a.b.c.端分別接在增高電壓斷路器(30的輸入接線端上，正常電壓斷路器(4)和增高電壓斷路器(3)的6個輸出接線端同相并聯(lián)后引出三條電源相線，供給電動機(8)作電源。
3.按權利要1所述的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，其特征是游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器(1)的油浸式調壓變壓器(2)一次側可根據(jù)油井供電系統(tǒng)電壓等級而選定，選擇6.0KV、6.3KV、10KV或35KV均可，油浸式調壓變壓器(2)的二次側電壓可根據(jù)用戶的需要，選擇380V、600V或1140V
4.按權利要1所述的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，其特征是當油浸式調壓變壓器(2)二次側電壓選擇在1000V以上時，增高電壓斷路器(3)和正常電壓斷路器(4)應選用真空開關器件。
5.按權利要1所述的游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器，其特征是增高電壓斷路器(3)和正常電壓斷路器(4)也可采用交流接觸器或可控硅元件。
專利摘要游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器,可使游梁式抽油機與電動機之間、電動機與變壓器之間達到功率的最佳匹配,節(jié)能降耗顯著。游梁式抽油機專用節(jié)能變壓器最大的優(yōu)點是:可使游梁式抽油機原配置的供電變壓器容量及原配置的電動機功率同時減少30%以上,節(jié)能降耗效果顯著,使用安全、方便。
文檔編號H01F27/42GK2518200SQ01263830
公開日2002年10月23日 申請日期2001年9月12日 優(yōu)先權日2001年9月12日
發(fā)明者汪景營 申請人:汪景營, 勝利油田勝大集團總公司