CN104750032A - 抽油机控制加热集成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抽油机控制加热集成系统，包括电源、公共直流母线、逆变器、中频电源、回馈单元、PLC、人机界面、传感器、抽油机和加热装置，电源与公共直流母线连接，公共直流母线与若干逆变器、若干中频电源连接，若干逆变器与若干抽油机连接，中频电源与若干加热装置连接，公共直流母线还与回馈单元连接，若干逆变器和中频电源分别与PLC连接，PLC与若干传感器、人机界面连接。本发明能实现集中控制，实现抽油机的错峰运行，利用公共直流母线带回馈单元，实现能量回馈，提高工作效率，并随意调节冲程、冲次；使用两台中频电源有用有备，按照设定好的加热参数为N口井循环加热。

Description

抽油机控制加热集成系统
技术领域
本发明创造涉及一种抽油机控制加热集成系统。
背景技术
以前的抽油机控制以及电热杆加热的集中控制存在以下问题：1）井组供电电源质量差，电压波动大；2）抽油机功率因数低；3）电网停电后，如果没及时拉闸，再来电时，几台电机同时启动，对电网冲击大；4）电机全压启动，产生较大的启动电流和启动转矩，对机械设备冲击大，降低了设备寿命，增加变压器和电网的供电负荷；5）抽油机单独控制不利于集中操作；6）抽油机下冲程时产生的电能无法利用；7）抽油机的运行状态不能直观的显示；8）每口稠油井或高蜡井都需要加热控制装置。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种抽油机控制加热集成系统，可以克服已有技术的缺陷。本发明结构简单、安全可靠，PLC通过modbus总线与逆变器及中频电源连接，能实现集中控制，实现抽油机的错峰运行，利用公共直流母线带回馈单元，实现能量回馈，提高工作效率，并随意调节冲程、冲次；使用两台中频电源有用有备，按照设定好的加热参数为N口井循环加热。
本发明提供的抽油机控制加热集成系统包括电源、公共直流母线、逆变器、中频电源、回馈单元、PLC、人机界面、传感器、抽油机和加热装置，所述电源与公共直流母线连接，所述公共直流母线与所述若干逆变器、所述若干中频电源连接，所述若干逆变器与所述若干抽油机连接，所述中频电源与所述若干加热装置连接，所述公共直流母线还与回馈单元连接，所述若干逆变器和中频电源分别与所述PLC连接，所述PLC与所述若干传感器、所述人机界面连接。
可选地，所述电源与公共直流母线之间还包括电源开关、充电回路接触器、主回路接触器，充电电阻、输入电抗器和整流单元，所述电源开关的一端连接进线电源，另一端连接由所述充电回路接触器与所述充电电阻串联后与主回路接触器并联组成的并联电路的一端，所述并联电路的另一端连接所述输入电抗器，所述输入电抗器的另一端连接串联所述整流单元，所述整流单元的另一端连接公共直流母线。
可选地，所述公共直流母线与若干所述逆变器、中频电源之间包括刀熔开关，所述逆变器与所述抽油机之间包括输出电抗器；若干所述中频电源分别通过若干所述输出接触器与同一个中频变压器的一端连接，所述中频变压器的另一端通过若干真空接触器分别与若干所述加热装置连接。
可选地，所述回馈单元的输出与三相进线电源连接。
可选地，所述PLC通过modbus总线与每个逆变器、中频电源连接。
本发明提供了抽油机控制加热集成系统，PLC通过modbus总线与逆变器及中频电源连接，能实现智能化集中控制，实现抽油机的错峰运行，所述电源为所述若干逆变器及所述中频电源公用，由所述直流母线并联在一起，将所述抽油机下冲程产生的电能传递给上冲程的抽油机和加热变频器，达到节能的目的，利用公共直流母线带回馈单元，实现能量回馈，提高工作效率，并随意调节冲程、冲次；使用两台中频加热电源有用有备，按照设定好的加热参数为N口井循环加热；内容丰富的人机界面，实时显示系统运行状态，方便用户观察和控制设备运行。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明创造作进一步说明。需要说明的是，具体实施方式使用的器件均为市售，连接和使用方式按厂家说明书建议。
如图1所示，本发明包括电源、公共直流母线、逆变器8、中频电源10、回馈单元14、PLC（可编程序控制器） 15、人机界面（Human Machine Interaction，简称HMI）16、传感器17、抽油机18和加热装置19，所述电源与公共直流母线连接，所述公共直流母线与所述5个逆变器8、所述2个中频电源10连接，所述5个逆变器8与所述5台抽油机18连接，所述2个中频电源10与所述5个加热装置19连接，所述公共直流母线还与回馈单元14连接，所述逆变器8和中频电源10分别与所述PLC 15连接，所述PLC 15与所述传感器17、所述人机界面16连接。
所述逆变器用来调节抽油机的上冲程下冲程速度，上快下慢，减少上行泄露和保证下行充分进液。所述回馈单元防止发电能量集中，造成公共直流母线系统过压。
所述电源与公共直流母线之间还包括电源开关1、充电回路接触器2、主回路接触器3，充电电阻4、输入电抗器5和整流单元6，所述电源开关1的一端连接进线电源，另一端连接由所述充电回路接触器2与所述充电电阻4串联后与主回路接触器3并联组成的并联电路的一端，所述并联电路的另一端连接所述输入电抗器5，所述输入电抗器5的另一端连接串联所述整流单元6，所述整流单元6的另一端连接公共直流母线。
所述输入电抗器5是电网的滤波器，减小电源线上的电流谐波，所述输出电抗器可对逆变器输出波形进行滤波，避免开关电压尖峰对电机绝缘造成影响，延长变频电机的使用寿命。
所述公共直流母线与所述逆变器8、中频电源10之间包括刀熔开关7，所述逆变器8与所述抽油机18之间包括输出电抗器9；若干2个中频电源10分别通过2个所述输出接触器11与同一个中频变压器12的一端连接，所述中频变压器12的另一端通过5个真空接触器13分别与5个所述加热装置19连接。所述刀熔开关的作用有两个:一是能将所述逆变器与公共直流母线隔离，方便逆变器故障时，单独停下来检修；二是提供短路、过流保护功能。
所述整流单元6为多台逆变器公用，利用公共直流母线将下冲程产生的电能传递给上冲程的抽油机和加热变频器，达到节能的目的。
所述回馈单元14的输出与三相进线电源连接。
所述PLC 15通过modbus总线与每个逆变器8、中频电源10连接。
加热变频器一用一备，加热变频器以中频电源模式输出，输出频率为400HZ-800HZ的方波，性能稳定可靠。
所述中频变压器将变频电源输出的500V电压提升到800V-1200V，满足油井加热要求。
所述真空接触器用来切换输出电压等级和切换需要加热的油井。
所述控制PLC 15，通过所述传感器17采集信号，来控制所述抽油机18的运行位置，保证每台抽油机都处于不同的运行位置。避免出现同时上行用电和同时下行发电的工作状态。根据预设定的每口井的加热参数，控制所述真空接触器12吸合，给每口井循环加热。
所述人机界面16用于设定每台电机的运行参数。还可以设定每口井的加热参数，所述PLC 15经过运算，按照设定的参数进行控制。并能够实时地将油井的运行状态显示出来。
所述PLC 15通过modbus总线与所述逆变器8及所述中频电源10连接，能实现智能化集中控制，实现抽油机的错峰运行，利用公共直流母线带回馈单元，实现能量回馈，提高工作效率，并随意调节冲程、冲次；使用两台中频加热电源一用一备，按照设定好的加热参数为N口井循环加热；内容丰富的人机界面，实时显示系统运行状态，方便用户观察和控制设备运行。
以上实施例对本发明创造进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种抽油机控制加热集成系统，其特征在于：包括电源、公共直流母线、逆变器、中频电源、回馈单元、PLC、人机界面、传感器、抽油机和加热装置，所述电源与公共直流母线连接，所述公共直流母线与逆变器、中频电源连接，逆变器与抽油机连接，中频电源与加热装置连接，公共直流母线还与回馈单元连接，逆变器和中频电源分别与PLC连接， PLC与传感器、人机界面连接。
2.根据权利要求1所述的抽油机控制加热集成系统，其特征在于：所述电源与公共直流母线之间还包括电源开关、充电回路接触器、主回路接触器，充电电阻、输入电抗器和整流单元，所述电源开关的一端连接进线电源，另一端连接由充电回路接触器与所述充电电阻串联后与主回路接触器并联组成的并联电路的一端，并联电路的另一端连接输入电抗器，输入电抗器的另一端连接串联整流单元，整流单元的另一端连接公共直流母线。
3. 根据权利要求1或2所述的抽油机控制加热集成系统，其特征在于：所述公共直流母线与逆变器、中频电源之间包括刀熔开关，逆变器与抽油机之间包括输出电抗器；中频电源分别通过输出接触器与同一个中频变压器的一端连接，中频变压器的另一端通过真空接触器分别与加热装置连接。
4. 根据权利要求1或2所述的抽油机控制加热集成系统，其特征在于：所述回馈单元的输出与三相进线电源连接。
5. 根据权利要求1或2所述的抽油机控制加热集成系统，其特征在于：所述PLC通过modbus总线与每个逆变器、中频电源连接。
6. 一种抽油机控制加热集成系统，其特征在于：包括电源、公共直流母线、逆变器、中频电源、回馈单元、PLC、人机界面、传感器、抽油机和加热装置，所述电源与公共直流母线连接，所述公共直流母线与逆变器、中频电源连接，逆变器与抽油机连接，中频电源与加热装置连接，公共直流母线还与回馈单元连接，逆变器和中频电源分别与PLC连接， PLC与传感器、人机界面连接；
所述电源与公共直流母线之间还包括电源开关、充电回路接触器、主回路接触器，充电电阻、输入电抗器和整流单元，所述电源开关的一端连接进线电源，另一端连接由充电回路接触器与所述充电电阻串联后与主回路接触器并联组成的并联电路的一端，并联电路的另一端连接输入电抗器，输入电抗器的另一端连接串联整流单元，整流单元的另一端连接公共直流母线；
所述公共直流母线与逆变器、中频电源之间包括刀熔开关，逆变器与抽油机之间包括输出电抗器；中频电源分别通过输出接触器与同一个中频变压器的一端连接，中频变压器的另一端通过真空接触器分别与加热装置连接；
所述回馈单元的输出与三相进线电源连接；所述PLC通过modbus总线与每个逆变器、中频电源连接。
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