CN107760359A - 智能型多频多电压高效电脱盐控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，包括：主动前端单元、调压单元、逆变单元、高压变压器、驱控执行单元和交互单元；其中，主动前端单元设有连接三相交流电的输入端，该主动前端单元的输出端顺次与调压单元、逆变单元和高压变压器电气连接，高压变压器的输出端连接电脱盐罐的电极；驱控执行单元分别与调压单元和逆变单元电气连接；交互单元与驱控执行单元电气连接，能通过驱控执行单元控制调压单元和逆变单元，对高压变压器的输出电压、电流进行无极调节以及对输出电压的波形进行调整。该控制系统能实现远程智能监控、多频多电压控制方式，达到良好的脱盐效果。

Description

智能型多频多电压高效电脱盐控制系统

技术领域

本发明涉及脱盐设备领域，尤其涉及一种智能型多频多电压高效电脱盐控制系统。

背景技术

原油是国民经济发展不可缺少的资源，原油处理技术的进步和工艺的改良会给炼化部门带来巨大的经济效益。原油电脱盐技术作为炼油厂必不可少的关键预处理技术，其无机盐含量和处理效率直接影响了后续储运、炼制加工、油品质量及设备维护等一系列的工序。原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水。近年来劣质化、重质化原油比例增大以及国民经济对石油需求的增加，各大炼油企业都面临着原油品质不稳定，劣质原油比例增加，生产负荷重的问题。传统的交直流电脱盐装置虽然简单稳定，但是无法保证对劣质化、重质化原油进行电脱盐处理的质量，含盐含水量超标的情况非常普遍，生产效率低和能耗大的弊端也暴露无遗。

电脱盐技术经历了交流电脱盐技术、交直流电脱盐技术和高速交直流调制电脱盐技术等三代的发展，目前，国内电脱盐控制依然以交直流电脱盐技术为主，高频脉冲技术只停留在试验阶段，尚未得到大规模的应用。

现有的交直流电脱盐技术就是在一台脱盐设备中同时具备交流和直流脱盐两种功能。直流电脱盐增加了含盐水滴电泳聚集的强度，适合处理含水量比较少的原油。在最终出油含水率上，直流电脱盐强于交流电脱盐，耗电量能够减少20％左右。缺点是由于金属、电解液回路持续不可逆，容易造成设备腐蚀。对比单独的交流或直流电脱盐技术，交直流电脱盐技术适应性略有提升，稳定性比较好。存在的问题是：频率单一不可调，难以发生共振；电压幅值缓慢正弦变化，脱盐效率较低；设备耗电量大。改进型的交直流电脱盐装置是在电脱盐罐中设置多组悬挂电极，在电极板之间，电极板与油水界面间形成直流、交流双电场，利用介电脉聚结效应进行脱盐脱水处理。这个方案最早是上世纪70年代由F L Prestredge等人提出，国内之后也多有这方面的应用。交直流电脱盐技术的实现方法是在交流电脱盐设备的基础上，高压变压器输出端部分增加半波、全波或桥式整流器，并且通过旋钮控制继电器切换交流和直流输出模式。交直流调制电脱盐技术是在交直流电脱盐设备的输入端，增加一套晶闸管可控整器，用以实现输出电压幅值的无级调节。高压输出变压器可以恢复为单绕组，简化了制作工艺。不足之处在于，设备功率因数较低，谐波电流较大，对电网造成了污染。

综上所述，现有的交直流电脱盐技术至少存在以下问题：1)处理劣质、重质化原油脱盐效果差，不达标；2)输出模式和频率单一；3)系统输出特性软；4)硅钢变压器损耗大；5)交互界面过于简单和参数配置方式复杂，自动化程度底；6)输入电流谐波大，功率因数不高，供电环境影响大。而如何解决上述问题，提供一种高效的原油电脱盐技术，对原油预处理领域是急需解决的问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，能实现远程智能监控、多频多电压控制方式，达到良好的脱盐效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，包括：

主动前端单元、调压单元、逆变单元、高压变压器、驱控执行单元和交互单元；其中，

所述主动前端单元设有连接三相交流电的输入端，该主动前端单元的输出端顺次与调压单元、逆变单元和高压变压器电气连接，所述高压变压器的输出端连接电脱盐罐的电极；

所述驱控执行单元分别与所述调压单元和逆变单元电气连接；

所述交互单元与所述驱控执行单元电气连接，能通过所述驱控执行单元控制所述调压单元和逆变单元，对高压变压器的输出电压、电流进行无极调节以及对输出电压的波形进行调整。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其有益效果为：

1)处理劣质、重质化原油脱盐较传统设备效果明显；

2)包含工频交流和方波两种输出模式，方波频率范围宽：100Hz～6KHz；

3)以多频多电压为主的高频方波输出模式，配置非常灵活；

4)在一套设备里配置了两种短路恒流控制方式；

5)恒压恒流工作模式和低阻抗变压器，解决了传统系统输出特性软的问题；

6)将非晶变压器引入电脱盐领域替代传统的硅钢变压器，频率范围极宽；

7)良好的交互界面和参数配置方式，加快了炼油厂控制室的自动化进程；

8)通过加入主动前端单元，降低了输入电流谐波，提高了功率因数，改善了供电环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为现有的第三代交直流调制电脱盐系统示意图；

图2为本发明实施例提供的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统构成示意图；

图3为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的主动前端单元电气原理图；

图4为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的主动前端单元A相输入电压电流同频同向关系图；

图5为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的调压单元电气原理图；

图6为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的调压单元测试波形图；

图7为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的逆变单元电气原理图；

图8为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的逆变单元测试波形一图；

图9为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的逆变单元测试波形二图；

图10为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的逆变单元测试波形三图；

图11为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的多频多电压工作模式波形示意图；

图12为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的高频交流方波脉冲电压可用区间波形示意图；

图13为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的多频多电压工作模式中的聚集和沉降段波形示意图；

图14为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的多频多电压工作模式中的三角波调制波形示意图；

图15为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的多频多电压方波脉冲模式图；

图16为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的理想输出特性曲线图；

图17为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的不同功率的控制系统具备的工作路径差异性图；

图18为本发明实施例提供的电脱盐控制系统实现恒流控制策略的两种方式图；

图19为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的电脱盐变压器、负载的简单模型示意图；

图20为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的全阻抗变压器与高频变压器的输出特性曲线图；

图21为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的现场测试的全阻抗变压器原边电压电流波形图；

图22为本发明实施例提供的电脱盐控制系统应用第二种恒流模式未保护时的现场测试输出电流波形图；

图23为本发明实施例提供的电脱盐控制系统应用第二种恒流模式时短路保护电流波形图；

图24为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的硬件过流保护原理图；

图25为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的软硬件接合触发保护机制效果图；

图26为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的本地主界面图；

图27为本发明实施例提供的电脱盐控制系统的远程控制界面图。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图2所示，本发明实施例提供一种智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，是一种适合现场应用的大功率数字化多频多电压脉冲电脱盐控制系统，可实现远程智能监控、多频多电压控制方式，能达到良好的脱盐效果，包括：

主动前端单元、调压单元、逆变单元、高压变压器、驱控执行单元和交互单元；其中，

所述主动前端单元设有连接三相交流电的输入端，该主动前端单元的输出端顺次与调压单元、逆变单元和高压变压器电气连接，所述高压变压器的输出端连接电脱盐罐的电极；

所述驱控执行单元分别与所述调压单元和逆变单元电气连接；

所述交互单元与所述驱控执行单元电气连接，能通过所述驱控执行单元控制所述调压单元和逆变单元，对高压变压器的输出电压、电流进行无极调节以及对输出电压的波形进行调整。

上述电脱盐控制系统中，主动前端单元如图3所示，由前级LCL滤波器与连接在该滤波器后的由三对IGBT功率元件组成的三相半桥后级组成，该主动前端单元的输出直流电压为：665±10 Vdc。该主动前端单元的构成电路中，用全控型功率开关取代了半控型功率开关或二极管，以PWM斩控整流取代了相控整流或不控整流。具体的，该电路中主要功率管为英飞凌IGBT模块FF200R12KS4。电感量为350μH，选择安泰公司的C型非晶磁芯两支叠绕，其编号为088045026040。

如图5所示，上述电脱盐控制系统中，调压单元的功率电路采用能将所述主动前端单元输出的直流电变换为电压、电流双环调节的直流输出的BUCK降压变换器，该BUCK降压变换器的电压调节范围为2～400Vdc。该调压单元的构成电路中，电感用两只滤波电感串联来实现，因此每只电感电感量为500μH。选择安泰公司的C型非晶磁芯两支叠绕，其编号为088045026040。主功率管为英飞凌IGBT模块FZ400R12KS4。输入电容使用EPCOS公司的4700μf400V电解电容6支，采用两串三并结构，最终电容值为7050μf。输出电容使用EPCOS公司的5600μf400V电解电容4支串并联，电容值为5600μf。

如图7所示，上述电脱盐控制系统中，逆变单元的功率电路采用能将所述调压单元输入的直流逆变为高频方波模式或正弦波模式的交流输出的全桥变换器。该逆变单元的构成电路中，功率管选用英飞凌IGBT模块FZ400R12KS4，这样就可以解决智能短保过程中IGBT峰值电流过大的问题，可靠性大大加强。

上述电脱盐控制系统中，驱控执行单元包括：辅助供电子单元、嵌入式控制子单元、控制执行单元和下编程电路；其中，

所述控制执行单元分别与嵌入式控制子单元和下编程电路电气连接；

所述辅助供电子单元分别与所述嵌入式控制子单元、控制执行单元和下编程电路电气连接；

所述嵌入式控制子单元由数字式PWM模块、参数测量模块、多电平配置模块、多频率配置模块、保护策略模块和下编程控制模块连接而成。

所述控制执行单元由设定电路、取样电路、PWM生成电路、驱动电路、保护电路和级联电路连接而成。

上述驱控执行单元可采用能实现上述功能的常规嵌入式电路实现即可。

上述电脱盐控制系统中，交互单元包括：

人机交互子单元和通讯接口子单元；其中，

所述人机交互子单元与通讯接口子单元通信连接，所述人机交互子单元与通讯接口子单元均与所述驱控执行单元通信连接；

所述人机交互子单元包括：界面显示模块、后台控制模块、触摸按键模块和蜂鸣器控制模块；

所述通讯接口子单元包括：LAN接口、USB接口、RS485接口和CAN接口。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，由主动前端单元、调压单元、逆变单元、驱控执行单元和交互单元几部分组成，该电脱盐控制系统构成框图如图2所示，该电脱盐控制系统中，交流输入电压经过主动前端单元后，功率因数和谐波电流均有所改善，得到665V稳定直流电压。调压单元将输入的665V直流电压进行降压变换，形成幅值能够调节的直流电，具备恒压、恒流两种工作模式。逆变模块将直流电进行DC-AC变换，形成频率和占空比都能够无级调节的交流方波；高频高压变压器对初级输入的交流方波进行升压处理，通过电脱盐罐内的电极产生可用的电场；驱控执行单元负责处理前后级反馈信号，用以生成驱动IGBT的PWM波形，适时触发保护机制，并且实现电脱盐系统的主要特征功能。电脱盐控制系统采用DSP处理器TMS320F2812作为主控芯片辅以CPLD芯片EPM7128AETI100；系统可以通过显示屏或者LAN、USB、RS485、CAN总线等多种方式对系统进行开关机、调压、调流、调功率、波形配置及相关的其它功能设定，并且可以实时回读电压、电流、功率、脉冲参数等信息。

上述电脱盐控制系统中，主动前端单元的结构如图3所示，包括：前级采用LCL滤波器，后级采用由三对IGBT功率元件组成三相半桥，该主动前端单元相对于传统的相控及二极管整流器所作的关键性改进在于：用全控型功率开关取代半控型功率开关或二极管，以PWM斩控整流取代相控整流或不控整流；并且通过该主动前端单元的加入，在国内电脱盐领域内一定程度上改善了炼油厂的供电环境。

主动前端单元采用高频PWM整流技术，能将输入电流的波形控制为正弦波(参见图4)，输入端谐波含量很小，指标小于3％；同时可以控制电流的相位，使电流始终与电压保持同相位，使输入端功率因数接近于1。

主动前端单元的分解技术要求如下表：

上述电脱盐控制系统中，调压单元电路如图5所示，其功率电路设计为BUCK降压变换器，主动前端单元输出的665V直流电，通过BUCK拓扑变换为电压、电流双环调节的直流输出。为适合破乳聚集段和沉降段方波幅值调节的需求，电压调节范围设定为2～400Vdc。为解决原油中局部含水量过高，造成短路烧毁脱盐设备的问题，为满足智能型多频多电压高效电脱盐两种恒流控制策略的需要，调压单元配置为电压、电流双环调节方式，调压单元的测试波形如图6所示(即为电感电流与IGBT端压波形图)。

调压单元的分解技术要求如下表：

上述电脱盐控制系统中，逆变单元的电路如图7所示，其功率电路设计为全桥变换器，将调压单元输入的直流逆变为高频方波模式或正弦波模式的交流输出，逆变单元测试波形如图8、9、10所示，其中，图8为逆变单元输出方波模式的聚集段和沉降段波形图，图9为逆变单元输出方波模式展开波形图(输出电压、电流)，图10为逆变单元输出交流模式展开波形图(输出电压、电流)。

方波模式输出时，需要调节方波幅值、方波频率、持续时间三个参数。其中破乳聚集段和沉降段的方波幅值都由前级调压单元调节，范围为2～400Vdc。阶段转换时，方波占空比缓启至80A恒流输出，此过程中如果达到最大限定占空比0.9，则转入电压限制模式，开环方式以最大限定占空比输出。方波频率100Hz～6KHz和持续时间0.05～20S由逆变器的DSP数控调节。

正弦模式输出时，频率恒定为50Hz。利用冲量相等理论，用N个幅值相等，占空比按正弦规律变化的方波脉冲来代替正弦波。此时方波幅值可由前级调压单元调节，范围为2～400Vdc无级调节。初始占空比缓启至80A恒流输出，此过程中如果达到最大限定占空比0.9，则转入电压限制模式，开环方式以最大限定占空比输出。

逆变单元的分解技术要求如下表：

与传统交直流电脱盐控制系统相比，由于高效原油电脱盐控制系统的输出脉冲频率范围100Hz-6KHz特别宽，兼具高频特性。所以上述逆变单元中采用的高压输出变压器，在磁材的选择上和变压器的工艺上都有很大的不同。本发明将非晶这种在电力电子行业已经较广泛验证应用的磁材引入到电脱盐领域，达到了良好的效果。磁元件损耗、体积、频率适应范围都非常理想。

本发明的高压输出变压器的设计要点如下：

(1)磁性材料：铁基非晶材料，电力变压器用；

(2)窗口截面乘积：A_w×A_c>0.0017m⁴；

(3)额定容量：35KVA；

(4)脉冲频率：50Hz-6KHz；

(5)电压组合：低压侧0.6KV，高压侧45KV；

(6)绕制方法：1/2高压侧-低压侧-1/2高压侧；

(7)短路阻抗：≤4％；

(8)集肤深度：≤1mm；

(9)低压侧电流：≤120A。

本发明的电脱盐控制系统主要分为三种输出模式：恒频恒压方波输出、多频多电压方波输出(图11至图14)和正弦模式输出。交流电场对原油中水滴的聚合作用非浅，而本发明中多频多电压为主要输出模式，破乳聚集段和沉降段的输出电压和频率可以分别调置或智能调节；通过调节破乳聚集段和沉降段的持续时间能够改变输出包络电压的基频，如图15所示。

为了保证电脱盐罐极板间的电场持久建立，在电脱盐供电电源的设计中，就要保证输出电压具有较硬的特性曲线。本发明电脱盐控制系统在峰值电流较大时会进行恒/限流保护，主要是由负载特性和控制策略决定。理想状态下的负载特性曲线分两个阶段，如图16所示。恒压段：当输出电流不超过设定值时，电源输出电压等于设定电压，输入和输出端功率随输出电流增大而线性增涨；恒流段：当输出电流达到设定电流时，输出电压视负载状况自适应；最大输出功率出现在两阶段的转换处，即输出电压电流均为设定值的时刻。

根据电脱盐工艺要求和负载特性，本发明的电脱盐控制系统采用电压、电流双环控制策略，对于不同功率的电源，工作路径是不同的，主要表现在进入恒流段的恒流值与恒流深度不同，电脱盐罐极板间的电压也不同，如图17所示。B段曲线比较理想，其Ub≈0.7Uom。当负载电压跌落至B点后，如果电脱盐罐极板间水滴粘连严重，为了保证电脱盐罐极板间电压脱盐效果，若工艺要求不再允许负载电压跌落，则系统自动停机，延时10秒后按照原设置参数重启。由于水液在油罐中的变形和不规则运动，延时过后，极板间的水滴短路现象很大程度会缓解或消失。

电压、电流双环控制有两种实现方式。这两种方式在负载特性曲线图的恒压段所有表现形式都是一致的，主要区别是当负载阻抗较小，电流进入恒流段时的实现方式不同，如图18所示。第一种：保持占空比固定，通过调节峰值电压的方法来降低输出电压的有效值；第二种：保持峰值电压为设定电压，通过调节占空比的方法降低输出电压的有效值。

这两种控制方式在本质上没有区别，但是当负载阻抗较小时，第二种控制方式下占空比被调节过小，在保持输出电流有效值恒定的情况下，逆变单元中主功率器件IGBT承受的峰值电流将会是电流有效值的几十倍，甚至会超出IGBT所能承受的极限。特别是在方波100Hz附近运行时，周期时间较长，情况更加恶劣。上述结论由I＝Ipp×D占空比很容易得出，输出电流均方根值恒定时，占空比D越小，峰值电流越大。

从器件耐受而言，第一种控制方式对功率器件的要求较低，实现起来较容易；第二种控制方式对功率器件要求太高，当峰值电流太高时，电源容易进入保护状态。本发明电脱盐控制系统使用DSP作为主控芯片，PWM设置灵活，在开机时能由用户自主选择上述两种控制方式之一，增加了控制系统适用性。

在电源输出功率和额定电流值合适的情况下，系统主要工作在B段路径，也就是说主要以恒压输出为主，此时这两种控制方式对电脱盐效果影响无差别。

当电脱盐罐中水含量较大时，阻抗R折算到变压器原边为R/N2，近乎短路。此时原边输出电压基本都加载在变压器漏感两端。由L×di＝U×dt可知，原边输出电流线性上升，此时工作频率不同，工作时间dt对峰值电流的影响较大；100Hz与5KHz时dt值相差50倍。实质为：系统感抗相同，额定电流相同时，负载电压Uo与周期工作时间dt具有同等地位，这也确定了负载电压Uo、占空比D、工作频率F三者的关系。

传统电脱盐控制系统采用全阻抗输出变压器，其负载特性偏软，与本发明高频变压器在输入输出端的表现差异很大，尤其是原油中水含量较大，负载近乎短路时差异更大。主要是因为全阻抗变压器的漏电抗很大，甚至是将工频变压器与电抗器组合封装形成；而高频变压器只有4％左右的阻抗，在低频时几乎可以忽略。先给出电脱盐变压器及电脱盐罐负载的简单模型，如图19所示；全阻抗变压器与高频变压器的输出特性曲线如图20所示。

首先说明的是，当原油中水含量较大，负载近乎短路时，不论是全阻抗变压器还是高频变压器，其负载端的输出电压Uo和输出电流Io是相同的，并且Uo接近于零，Io为恒流段的设定电流值。此时真实作用于电脱盐罐电极板上的功率为P＝Io×Uo。由于Uo很小近乎为0，所以实际上这个功率很小，实测只有KW左右，不论使用哪种变压器都是如此，这是由负载自身性质决定的，跟电脱盐系统的技术路线没有太大关系。

不同点在于漏电抗，X_L＝jωL。全阻抗变压器的漏电抗非常大，所以在相同条件下，漏电抗与负载时刻具有分压关系，特别是电脱盐电极板被水珠短路时，作用于漏电抗电压基本就是全部的400Vac。此时虽然传统电脱盐控制系统显示输出电压、电流值很大，但是电脱盐电极板上没有作用多少功率，也没有极间电压，脱盐效果很差。现场某次实测传统电脱盐系统在电极板短路时，交流输入端显示P_i＝380Vac×160A＝60.8KVA，其中电脱盐罐负载消耗的功率只有约2KW，如图21所示。本发明的电脱盐控制系统在电极板短路时，上述的第二种控制方式时，可以保证电极板间电压不变，利用高频短脉冲加速水滴聚集和沉降，不损失脱盐功能。

本发明电脱盐控制系统可运行在恒压和恒流两种工作模式，并且自主选择两种恒流控制模式。第一种恒流控制模式电脱盐罐极板电压自适应，硬件上完全依靠调压单元实现，这种模式本身就可以允许负载端短路运行；第二种恒流控制模式可以保证电脱盐罐极板存在窄脉冲电压，脱盐效果好，但是功率器件的应力非常大，短路时可能会存在输出过流保护的情况，如图22、23所示。

对于系统故障保护来说，我们在硬件保护电路中增加了额外的硬件监测电路，实时监测电源输出电压与电流。当故障出现时，会给出故障保护信号，并且关断功率半导体器件的PWM信号，从而关断输出电压电流。硬件过压过流保护时间可以做到很短，能够达到很好的保护效果，其原理如图24所示。

采用软件保护可以得到非常高的保护精度，精度可以做到100mV、100mA以内。受限于高精度ADC的采样速度，软件保护的有效动作时间可能会超过100ms。这个时间对于敏感的负载来讲是无法接受的，但可以作为有效的后备保护机制。

本发明采用了高速可靠的DSP处理器及高精度的ADC芯片，可以准确的回读输出电压电流值，过电压电流值亦可任意设定，作为保护基准。并且应用了CPLD的高速输出特性和硬件编程部分替代纯硬件电路实施触发保护。首先根据用户设置的过压过流值，用于实现保护值可调节。同时用CPLD实施硬件保护操做以消除相应异常工作状态，实现了保护速度与保护精度的统一，实测其保护响应时间小于100us。其保护效果波形如图25所示。

本发明的电脱盐控制系统中，本地人机交互采用北京昆仑通泰TPC7062KX型显示屏。该屏是以Cortex-A8CPU为核心(主频600MHz)的高性能嵌入式一体化触摸屏，设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏，四线电阻式触摸屏。

本地界面使用MCGS嵌入式组态软件编写而成，本地主界面如图26所示。

调压单元和逆变单元界面，包含了PI参数设定，故障和采集显示信息。通过点击调压单元按钮可进入进行相关设定。

本发明的电脱盐控制系统中，远程交互使用Labview编写而成，也可根据实际需要设置不同格局的界面，某种类型的远程主界面如图27所示。

本发明的电脱盐控制系统具有以下有益效果：

1)处理劣质、重质化原油脱盐较传统设备效果明显；

2)包含工频交流和方波两种输出模式，方波频率范围宽：100Hz～6KHz；

3)以多频多电压为主的高频方波输出模式，配置非常灵活；

4)在一套设备里配置了两种短路恒流控制方式，方便选择不同的保护模式；

5)恒压恒流工作模式和低阻抗变压器，解决了传统系统输出特性软的问题；

6)将非晶变压器引入电脱盐领域替代传统的硅钢变压器，频率范围极宽；

7)良好的交互界面和参数配置方式，加快了炼油厂控制室的自动化进程；

8)通过加入主动前端单元，降低了输入电流谐波，提高了功率因数，改善了供电环境。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其特征在于，包括：

主动前端单元、调压单元、逆变单元、高压变压器、驱控执行单元和交互单元；其中，

所述主动前端单元设有连接三相交流电的输入端，该主动前端单元的输出端顺次与调压单元、逆变单元和高压变压器电气连接，所述高压变压器的输出端连接电脱盐罐的电极；

所述驱控执行单元分别与所述调压单元和逆变单元电气连接；

所述交互单元与所述驱控执行单元电气连接，能通过所述驱控执行单元控制所述调压单元和逆变单元，对高压变压器的输出电压、电流进行无极调节以及对输出电压的波形进行调整。

2.根据权利要求1所述的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其特征在于，所述主动前端单元由前级LCL滤波器与连接在该前级LCL滤波器后的由三对IGBT功率元件组成的三相半桥后级组成，该主动前端单元的输出直流电压为：665±10Vdc。

3.根据权利要求1所述的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其特征在于，所述调压单元的功率电路采用能将所述主动前端单元输出的直流电变换为电压、电流双环调节的直流输出的BUCK降压变换器，该BUCK降压变换器的电压调节范围为2～400Vdc。

4.根据权利要求1所述的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其特征在于，所述逆变单元的功率电路采用能将所述调压单元输入的直流逆变为高频方波模式或正弦波模式的交流输出的全桥变换器。

5.根据权利要求1所述的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其特征在于，所述驱控执行单元包括：

辅助供电子单元、嵌入式控制子单元、控制执行单元和下编程电路；其中，

所述控制执行单元分别与嵌入式控制子单元和下编程电路电气连接；

所述辅助供电子单元分别与所述嵌入式控制子单元、控制执行单元和下编程电路电气连接；

所述嵌入式控制子单元包括：数字式PWM模块、参数测量模块、多电平配置模块、多频率配置模块、保护策略模块和下编程控制模块；

所述控制执行单元包括：设定电路、取样电路、PWM生成电路、驱动电路、保护电路和级联电路。

6.根据权利要求1所述的智能型多频多电压高效电脱盐控制系统，其特征在于，所述交互单元包括：

人机交互子单元和通讯接口子单元；其中，

所述人机交互子单元与通讯接口子单元通信连接，所述人机交互子单元与通讯接口子单元均与所述驱控执行单元通信连接；

所述人机交互子单元包括：界面显示模块、后台控制模块、触摸按键模块和蜂鸣器控制模块；

所述通讯接口子单元包括：LAN接口、USB接口、RS485接口和CAN接口。