CN204231239U - 油井微电网整流撬装装置及智能群控系统 - Google Patents
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Abstract
一种油井微电网整流撬装装置及智能群控系统，撬装装置包括撬装的柜体以及其柜体内安装的变压器、整流单元、制动系统、滤波单元、多路断路器及采集控制单元。变压器的输出端连接整流单元，整流单元的直流输出母线上依次连接滤波单元、制动单元和多路断路器；多路断路器与各油井的逆变单元以及抽油机电机顺次连接。撬装设备将变压器、整流单元、滤波单元、制动单元、采集控制单元整合在一起，并且采用不可控整流，将仅在其直流侧集总配接一套滤波单元，不仅改善交流侧的功率因数，降低对电网的谐波污染；各油井的逆变单元直流侧的不平衡馈能通过直流输出母线互馈，可在其他抽油机逆变单元上得到有效利用，提高了采油区块整体的系统节能效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油工业抽油机井的供电控制装置领域，特别是一种油井微电网整流撬装装置以及基于其建立的多井电机智能群控系统。
背景技术
油田生产中，抽油机的电能消耗非常巨大，国内传统的有杆泵抽油井的供用电模式一直沿用6kV或10kV三相交流线路架设到油井，通过单井变压器变成低压，输送到油井启动柜，控制电机工作。这种供电方式技术成熟，简单实用且故障率低，但是变压器、电机、线路等冗余量大，使用效率低；一井一变，设备重复浪费严重；并且这种方式缺乏必要的调速调压等控制手段，全压启停对油井伤害很大。近几年变频调速技术逐渐应用于油井，不仅使功率因数大大提高，节能效果显著，而且实现了对电机启停的保护。但是单井配备一套变频装置成本高，并且抽油机因惯性或某种原因导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时，电机就会由“电动”状态进入“发电”状态，产生再生能量。网侧整流器若采用不可控整流，则网侧电流波形畸变，导致功率因数不高且对电网有谐波污染，抽油机的倒发电馈能只能通过直流侧耗能电阻得以释放，增加了无谓损耗；若采用PWM可逆整流器，网侧电流波形较好，功率因数也提高，且倒发电能量可馈入电网，但对电网有倒灌冲击，并且造价也高得多，对目前国情下的大面积推广不利。目前，国内外油田应用的通用变频器均采用制动单元和制动电阻消耗电机倒发电馈能，在小功率变频器中，制动单元往往集成于功率模块内，制动电阻也安装于机体内，较大功率的变频器则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻，但无论哪种方式，对于倒发电的馈能均是采取以热能的方式舍弃，由于油井运行的特殊性，每个冲程都可能发生倒发电现象，长期运行不仅能量浪费巨大，对变频器也有一定损害。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种油井微电网整流撬装装置以及智能群控系统，其可为多个油井的电机调速装置提供公用直流输出母线，将单井的制动单元和制动电阻整合油井微电网整流撬装装置中，消除油井电机倒发电的负面影响，减少谐波污染，简化单井设备。
本实用新型的技术方案如下：
首先提供一种油井微电网整流撬装装置，其包括撬装的柜体以及其柜体内安装的变压器、整流单元、制动系统、滤波单元和多路断路器，具体连接方式如下：所述变压器的输出端连接整流单元，整流单元的直流输出母线上依次连接滤波单元和多路断路器，所述滤波单元和多路断路器之间设有分支连接制动系统，所述制动系统包括制动单元和制动电阻；所述的多路断路器设有多路用于通过电缆与各油井的逆变单元以及抽油机电机顺次连接的输出端子。
上述方案进一步优选为：所述的柜体内还设有运行状态监控模块，即采集控制单元，其通过自动采集系统信息，用于提供电路保护功能。
接着提供一种基于上述油井微电网整流撬装装置建立的智能群控系统：其包括各油井的逆变单元以及抽油机电机，还包括上述的油井微电网整流撬装装置，且所述油井微电网整流撬装装置中的多路断路器各路的输出端子分别通过电缆与各油井的逆变单元以及抽油机电机顺次连接。
本实用新型可为基于直流母线的抽油机井群控系统建立公用直流输出母线，使多个油井电机倒发电馈能能够分享互补。三相交流电经本整流装置整流后的直流输出母线的直流电压范围在400V-600V，可并挂多口油井启动运行。本装置还装有运行状态监控模块，提供了完善的电路保护功能，具有显著的使用效果；本实用新型具体优点主要有：
1、撬装设备将变压器、整流单元、、滤波单元、制动单元和制动电阻整合在一起，并且采用不可控整流，仅在其直流侧集总配接一套滤波单元，不仅改善交流侧的功率因数，降低对电网的谐波污染，而且也省去了各油井控制柜上的整流器、滤波器、制动单元和制动电阻，大大降低了整体造价和体积；
2、各油井的逆变单元直流侧的不平衡馈能通过直流输出母线互馈，可在其他抽油机逆变单元上得到有效利用，提高了采油区块整体的系统节能效率。
3、消除了抽油机倒发电馈能给电网带来的冲击影响，也可以避免某些油田因此而遭受的巨额罚款。
附图说明
图1是油井微电网整流撬装装置的原理示意图；
图2是智能群控系统的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。
参见图1，一种油井微电网整流撬装装置，其包括撬装的柜体以及其柜体内安装的变压器、整流单元、制动系统、滤波单元、多路断路器以及运行状态监控模块，具体连接方式如下：变压器的输出端连接整流单元，整流单元的直流输出母线上依次连接滤波单元和多路断路器，滤波单元和多路断路器之间设有分支连接制动系统，制动系统包括制动单元和制动电阻；多路断路器设有多路用于通过电缆与各油井的逆变单元以及抽油机电机顺次连接的输出端子。柜整流单元上连接运行状态监控模块，其通过自动采集系统信息，用于提供电路保护功能。
参见图2，基于上述油井微电网整流撬装装置建立的智能群控系统：油井微电网整流撬装装置中的多路断路器各路的输出端子分别通过电缆与各油井的逆变单元（图2中的逆变单元1-4）以及抽油机电机（图2中的抽油机电机1-4）顺次连接。
本实用新型提供一种在多电机交流调速系统中，为各电机调速装置提供公用直流母线的单独的整流撬装装置。该整流撬装装置可提供直流母线，并挂多个接触器进行直流输出，实现了对多台抽油机的集中统一群控，使得多台抽油机驱动电机的倒发电能量能够通过母线互馈共享，抽油机倒发电馈能得以合理利用，同时对多余馈能通过制动单元及时消耗保证系统的稳定。该抽油机专用整流控制装置解决了各控制柜需单独安装整流器、滤波器，成本高的缺点，变压器侧集中整流，提供公共直流母线输出，可大幅度节省变压器容量，提高了系统可靠性，具有节能效率高，造价低等优点，并且撬装整流部分的制动系统保证了整个系统的安全性，适用于油田采油区块广泛应用。
对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，有可能对具体尺寸，或者局部结构做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种油井微电网整流撬装装置，其特征在于：包括撬装的柜体以及其柜体内安装的变压器、整流单元、制动系统、滤波单元和多路断路器，具体连接方式如下：所述变压器的输出端连接整流单元，整流单元的直流输出母线上依次连接滤波单元和多路断路器，所述滤波单元和多路断路器之间设有分支连接制动系统，所述制动系统包括制动单元和制动电阻；所述的多路断路器设有多路用于通过电缆与各油井的逆变单元以及抽油机电机顺次连接的输出端子。
2.根据权利要求1所述的油井微电网整流撬装装置，其特征在于：所述的柜体内还设有运行状态监控模块，其用于提供电路保护功能。
3.一种智能群控系统，包括各油井的逆变单元以及抽油机电机，其特征在于：还包括权利要求要求1或2所述的油井微电网整流撬装装置，且所述油井微电网整流撬装装置中的多路断路器各路的输出端子分别通过电缆与各油井的逆变单元以及抽油机电机顺次连接。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106684877A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-17 | 青岛中石大蓝天石油技术有限公司 | 油井专用智能微电网控制系统 |
| CN106712014A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-05-24 | 青岛中石大蓝天石油技术有限公司 | 一种油田节能调控模块 |
| CN114513048A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-17 | 盘锦广利达电气有限公司大庆分公司 | 一种智能型井场橇装电控一体化装置 |
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