專利名稱：石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無功補(bǔ)償?shù)难b置，具體涉及一種石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置。
背景技術(shù)：
目前常用的采油機(jī)械有兩種一種是抽油機(jī)；另一種是潛油電泵。潛油電泵電動 機(jī)的額定電壓在800 2000V之間，規(guī)格很多，目前在低壓側(cè)還沒有找到比較理想的無功補(bǔ) 償裝置。抽油機(jī)的負(fù)載是連續(xù)而周期性變化的，在一個周期即一個沖程內(nèi)，電動機(jī)的電流、 功率、功率因數(shù)都隨著抽油桿的上下移動而變化，但抽油機(jī)的無功功率卻變化很小，目前， 絕大多數(shù)抽油機(jī)仍采用普通異步電動機(jī)拖動，這種電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩僅為額定轉(zhuǎn)矩的1. 8 倍，而抽油機(jī)要求的最大轉(zhuǎn)矩應(yīng)為額定轉(zhuǎn)矩的2. 1 2. 3倍，為了滿足這一要求，勢必要加 大電動機(jī)的容量，再加上油井參數(shù)誤差與抽油機(jī)不匹配等因素，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象 十分嚴(yán)重。根據(jù)實(shí)測，抽油機(jī)電動機(jī)的平均功率僅為額定功率的30 40，平均功率因數(shù)為 0. 45左右，因此，設(shè)法減少井排供電線路網(wǎng)損是油田節(jié)電的重要措施之一。在低壓側(cè)就地?zé)o功補(bǔ)償，這對減少網(wǎng)損、節(jié)約電能起到一定作用。但經(jīng)過幾年來的 運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)這種補(bǔ)償方式還存在以下幾個問題1、補(bǔ)償容量受到限制，最大只能補(bǔ)償?shù)绞闺妱訖C(jī)空載時功率因數(shù)為1. 0，否則當(dāng)補(bǔ) 償容量大于臨界值時，電動機(jī)斷電后，由電容器放電供給電動機(jī)勵磁，能使因惰性仍在旋轉(zhuǎn) 著的電動機(jī)變成自激異步發(fā)電機(jī)。為了避免產(chǎn)生這種過補(bǔ)償.補(bǔ)償容量要受到限制.因此 補(bǔ)償后的功率因數(shù)依然偏低；2、生產(chǎn)管理上的問題。電容器裝在低壓側(cè)安裝在井場，歸屬采油工管理，采油工不 善于管理電氣設(shè)備，發(fā)生故障往往不能及時修理或更換，如果電容器被盜.油井就得不到應(yīng) 有的補(bǔ)償效益；3、電泵井電動機(jī)電壓在80(T2000V之間，這樣就給潛油電泵井在低壓側(cè)就地補(bǔ)償 造成困難，迄今沒有安裝補(bǔ)償裝置，功率因數(shù)也較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、便于安 裝、維護(hù)方便的石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套設(shè)備。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置，包括主回路和控制回路，其特征在于所 述主回路包括分別與母線的Α、B、C相連接的三相支路，所述三相支路由真空接觸器、晶閘 管閥、電容器組依次串聯(lián)而成，所述電容器組按三角形連接法相連，所述控制回路由穩(wěn)壓電 源、相角檢測電路、信號放大回路、可編程控制器PLC以及輸出電路依次連接而成，所述控 制回路中的相角檢測電路與母線A、B、C相通過互感器連接，控制回路中的輸出電路分別與 三相支路中的晶閘管閥電連接，控制回路采集母線的三相電流電壓信號然后送至晶閘管閥進(jìn)行控制。 所述可編程控制器PLC采用德國西門子的S7-200型可編程控制器PLC。 所述晶閘管閥由兩個晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，晶閘管采用德國的IXYS元件。所述電容器選用金屬全膜介質(zhì)的濾波電容器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果采用PLC進(jìn)行控制取代傳統(tǒng)的繼 電接觸式控制系統(tǒng)和其它順序控制器，使線路大大簡化，從根本上減少了故障的機(jī)遇。另外 還采用了模塊式結(jié)構(gòu)，使得該系統(tǒng)的可靠性大大提高，PLC可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè) 備一起工作，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定性高，同時引入了 PLC控制器使得本實(shí)用新型便于安 裝，維護(hù)方便。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，一種石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置，包括主回路1和控制回路2，主回 路1包括分別與母線的A、B、C相連接的三相支路3，三相支路3由真空接觸器5、晶閘管閥 6、電容器組4依次串聯(lián)而成，電容器組4按三角形連接法相連，控制回路2由穩(wěn)壓電源、相 角檢測電路、信號放大回路、可編程控制器PLC以及輸出電路依次連接而成，控制回路中的 相角檢測電路與母線A、B、C相通過互感器連接，控制回路2中的輸出電路分別與三相支路 3中的晶閘管閥6電連接，控制回路2采集母線的三相電流電壓信號然后送至晶閘管閥6進(jìn) 行控制。晶閘管閥6由兩個晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，晶閘管采用德國的IXYS元件。電容器7選 用金屬全膜介質(zhì)的濾波電容器，可采用AFM型濾波電容器，采用金屬化膜，真空浸漬優(yōu)質(zhì)的 絕緣油內(nèi)置防爆裝置，安全可靠，電流過載能力> 1. 51η。電容器在1. 1倍的額定電壓、1. 3 倍的額定電流下長期運(yùn)行。相角檢測電路檢測母線A、B、C上三相電壓和電流的大小及相角，然后將采集的三 相電流電壓信號通過信號放大回路放大處理傳輸給可編程控制器PLC，可編程控制器PLC 將采集處理好的信號進(jìn)行分析、邏輯判斷、計算，以控制裝置的工作狀態(tài)，主要是對于晶閘 管閥6進(jìn)行控制操作。相角檢測電路采用傳感器將電流、電壓信號轉(zhuǎn)換成與其同步的弱信號，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換后，再計算得出所需要的各種數(shù)據(jù)，相角檢測電路具體可以采用鉅泉光電科技(上海) 股份有限公司制造的型號為ATT7026A的三相電能計量芯片?？删幊炭刂破鱌LC采用德國西門子的S7-200型可編程控制器PLC，信號放大回路 可采用市面上行現(xiàn)行的各種型號的放大器，比如三相電流、電壓放大器-M348491，輸出電路 則可采用晶閘管輸出回路。本實(shí)用新型的設(shè)計原理由于PLC是以微機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，它的結(jié)構(gòu)形式基 本上與微型計算機(jī)相同，小型PLC是為取代傳統(tǒng)的繼電接觸式控制系統(tǒng)和其它順序控制器 而設(shè)計的，故又與通用微型計算機(jī)的硬件有所區(qū)別。它是把繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)，與計算機(jī)的功能齊全、靈活性、通用性相結(jié)合，用計算機(jī)編程軟件邏輯代替繼電器接線邏輯的通用性自 動控制備。是一種較理想的新型工業(yè)控制裝置。因此，對大港油田煉油廠無功自動補(bǔ)償系 統(tǒng)進(jìn)行了改造，在原分立元件組裝的補(bǔ)償設(shè)備的基礎(chǔ)上，設(shè)計了可編程控制器(PLC)無功自 動補(bǔ)償系統(tǒng)。本實(shí)用新型的特點(diǎn)(1)可靠性高采用分立元件組裝的控制系統(tǒng)，每個部分都由幾十個元件成，整 個控制器有數(shù)百個元器件，任何一個元器件出現(xiàn)問題都會造成整個控制器故障而不能正常 工作。而采用PLC進(jìn)行控制，使線路大大簡化，從根本上減少了故障的機(jī)遇。另外還采用了 模塊式結(jié)構(gòu)，使得該系統(tǒng)的可靠性大大提高。(2)抗干擾能力強(qiáng)由分立元件組成的控制系統(tǒng)，其中采用了大量的二極管、三極 管、電容等元件，對電路的工作環(huán)境和溫度有一定的要求而PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的，在 設(shè)計和制造過程中采取了多種抗干擾措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作， 抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定性高。(3)便于安裝，維護(hù)方便與分立元件控制系統(tǒng)比較，PLC控制系統(tǒng)體積小、重量 輕，便于安裝。該系統(tǒng)具有自檢和監(jiān)護(hù)功能，而且能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn) 場的調(diào)試和維護(hù)提供了方便，由于接線少，所以維護(hù)方便，修復(fù)時間短。
權(quán)利要求1.一種石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置，包括主回路(1)和控制回路(2)，其特征在 于所述主回路(1)包括分別與母線的A、B、C相連接的三相支路(3)，所述三相支路(3)由 真空接觸器(5)、晶閘管閥(6)、電容器組(4)依次串聯(lián)而成，所述電容器組按三角形連接法 相連，所述控制回路(2)由穩(wěn)壓電源、相角檢測電路、信號放大回路、可編程控制器PLC以 及輸出電路依次連接而成，所述控制回路中的相角檢測電路與母線A、B、C相通過互感器連 接，控制回路(2)中的輸出電路分別與三相支路(3)中的晶閘管閥(6)電連接，控制回路(2) 采集母線的三相電流電壓信號然后送至晶閘管閥(6)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置，其特征在于所述可 編程控制器PLC采用德國西門子的S7-200型可編程控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高爐濾波補(bǔ)償專用裝置，其特征在于所述晶閘管 閥(6)由兩個晶閘管反并聯(lián)構(gòu)成，晶閘管采用德國的IXYS元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高爐濾波補(bǔ)償專用裝置，其特征在于所述電容器 (7)選用金屬全膜介質(zhì)的濾波電容器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種石油行業(yè)無功補(bǔ)償專用成套裝置，包括主回路和控制回路，所述主回路包括分別與母線的A、B、C相連接的三相支路，所述三相支路由真空接觸器、晶閘管閥、電容器組依次串聯(lián)而成，所述電容器組按三角形連接法相連，所述控制回路由穩(wěn)壓電源、相角檢測電路、信號放大回路、可編程控制器PLC以及輸出電路依次連接而成，所述控制回路中的相角檢測電路與母線A、B、C相通過互感器連接，控制回路中的輸出電路分別與三相支路中的晶閘管閥電連接，控制回路采集母線的三相電流電壓信號然后送至晶閘管閥進(jìn)行控制。采用PLC進(jìn)行控制取代傳統(tǒng)的繼電接觸式控制系統(tǒng)和其它順序控制器，使線路大大簡化，從根本上減少了故障的機(jī)遇。
文檔編號H02J3/18GK201868889SQ201020628308
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者李飛龍, 杜小毛, 童淮安 申請人:國網(wǎng)南自控股(杭州)有限公司