CN204315955U - 一种防凝露抽油机变频控制柜 - Google Patents
一种防凝露抽油机变频控制柜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种防凝露抽油机变频控制柜，包括变频调速系统、SCADA系统和防凝露装置，还包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组和电源切换装置，太阳能电池板电能输出端通过充电控制器与蓄电池组连接，蓄电池组的电能输出端连接电源切换装置的电能输入端，电源切换装置控制蓄电池组或电网给防凝露装置和SCADA系统供电，SCADA系统与防凝露装置和变频调速系统连接，SCADA系统采集防凝露装置和变频调速系统的工作数据，并控制其工作状态。本实用新型采用太阳能电池板和电网供电相结合的方式给控制柜内防凝露装置和SCADA系统供电，节约电能，最大程度保证了控制柜防凝露系统和SCADA系统的正常运行，且不需要经常维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频控制柜领域，尤其涉及一种防凝露抽油机变频控制柜。
背景技术
我国石油行业主要使用游梁式抽油机进行开采作业，在油井的不同生产阶段，抽油机负载不断变化，而为了满足抽油机大启动转矩的要求，选用的电机功率远远大于实际需求，抽油机经常处于“大马拉小车”状态。为解决游梁式抽油机能源浪费的问题，部分油田开始使用变频调速系统对抽油机进行控制，变频调速系统可以依据抽油机负载的变化，实时调整电机运转速度和输出转矩，从而达到最优的生产效果。
油田上在使用变频调速系统时，为解决油井现场数据采集困难的问题，通常会加装SCADA系统（数据采集与监视控制系统），SCADA系统采集变频调速系统的工作数据并控制变频调速系统的工作状态。SCADA系统终端主要由RTU（远程测控终端）负责逻辑控制，DTU（数据传输单元）负责数据传输。SCADA系统可以对现场油井运行的设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
变频调速系统和SCADA系统设置在抽油机控制柜内，控制柜通常设置在环境多变、条件恶劣的野外。当野外空气湿度较大时，空气中的水蒸气达到饱和后会在低于露点温度的物体上凝结成小水珠，称为凝露现象。在控制柜内壁和温度较低的电器元件表面极易产生凝露，形成的水珠会附着在其内部的金属和塑料部分，会对设备造成腐蚀或降低绝缘强度，在严重情况下甚至会发生短路。为防止控制柜内出现凝露，控制柜内通常还设置有防凝露装置。控制柜内的防凝露装置和SCADA系统均依靠电网供电，当电网断电时，防凝露装置无法正常工作，SCADA系统无法正常完成数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
现有的防凝露装置包括加热器、散热风扇、温度传感器和湿度传感器，当系统检测到控制柜内湿度超过规定值时，控制加热器工作，采用加热除湿的方法来防止凝露，但是依然存在很多问题，例如在雨季，控制柜内空气湿度较高，甚至局部已有结露现象，在高湿情况下，加热器仅对周围局部的空气进行加热以超过露点温度，水分子受热上升后在较冷的箱体边角或电气元件上冷却凝露，反而使控制柜内的电器元件更容易受潮，不利于设备的安全运行。此外，由于控制柜密封较好，潮气一旦进入，很难排除。在内外湿度均较大的情况下，采用传统的加热除湿方法，潮气排不出去，起不到除湿效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种防凝露抽油机变频控制柜，解决了电网断电时控制柜中的防凝露装置和SCADA系统的供电问题。
本实用新型的目的在于进一步改进现有防凝露装置中的防凝露效果。
本实用新型采用的技术方案为：
一种防凝露抽油机变频控制柜，包括变频调速系统、SCADA系统和防凝露装置，还包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组和电源切换装置，太阳能电池板电能输出端通过充电控制器与蓄电池组连接，蓄电池组的电能输出端连接电源切换装置的电能输入端，电源切换装置控制蓄电池组或电网给防凝露装置和SCADA系统供电，SCADA系统与防凝露装置和变频调速系统连接，SCADA系统采集防凝露装置和变频调速系统的工作数据，并控制其工作状态。
所述的防凝露装置包括加热器、半导体冷凝片、散热风扇、温度传感器和湿度传感器，半导体冷凝片和加热器均设置在控制柜底部，排热风扇紧挨加热器设置，温度传感器和湿度传感器均设置在控制柜内；SCADA系统采集温度传感器和湿度传感器获得的数据，并控制加热器、半导体冷凝片和散热风扇的工作状态。
所述的控制柜顶部具有倾角，太阳能电池板固定在控制柜顶部。
本实用新型采用太阳能电池板和电网供电相结合的方式给控制柜内防凝露装置和SCADA系统供电，既节约电能，又最大程度保证了控制柜防凝露系统和SCADA系统的正常运行，避免了因电网停电造成的防凝露装置和SCADA系统无法正常工作的问题，且不需要经常维护。
本实用新型采用半导体冷凝片来防止柜内凝露现象，当控制柜处于高温高湿的环境下时，半导体冷凝片工作，冷凝控制柜内的水汽，然后通过导管将冷凝后的液体导出到控制柜外，避免出现因控制柜内水汽排不出去，造成电器元件损坏的问题。当控制柜处于天气寒冷的环境下时，加热器工作，提升控制柜内温度，以保证控制柜内电器元件工作在合适的温度环境中，满足了控制柜内电器元件对工作环境的要求，保证了设备的正常运行。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括变频调速系统、SCADA系统、防凝露装置、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组和电源切换装置。太阳能电池板电能输出端通过充电控制器与蓄电池组连接，蓄电池组的电能输出端连接电源切换装置的电能输入端，SCADA系统与防凝露装置和变频调速系统连接，SCADA系统采集防凝露装置和变频调速系统的工作数据，并控制其工作状态。
太阳能电池板或电网通过充电控制器给蓄电池组充电。太阳能电池板固定在控制柜顶部，控制柜顶部具有倾角，以便太阳能电池板可以充分接受光照。当阳光充足时，由太阳能电池板向蓄电池组供电；当阳光不足时，由电网对蓄电池组进行充电。充电控制器设置在控制柜内部。太阳能绿色环保，可节省电网电能，在外部电源断电后，蓄电池组可持续为柜内防凝露装置和SCADA系统供电，保证设备在一定时间内正常运行。使用太阳能不需要经常进行维护，维护时也较为便捷。
电源切换装置控制蓄电池组或电网给防凝露装置和SCADA系统供电，电源切换装置在现有技术中已有较多应用，其工作原理就不在赘述。在正常情况下，由蓄电池组给防凝露装置和SCADA系统供电；当蓄电池组出现故障时，电源切换装置切换为由电网给防凝露装置和SCADA系统供电。
防凝露装置包括加热器、半导体冷凝片、散热风扇、温度传感器和湿度传感器。半导体冷凝片和加热器均设置在控制柜底部，排热风扇紧挨加热器设置，温度传感器和湿度传感器均设置在控制柜内。温度传感器和湿度传感器将采集到的信号，传递给SCADA系统中的控制单元RTU，由RTU或者上位机完成逻辑判断，控制半导体冷凝片、加热器、散热风扇的工作状态。当SCADA系统采集到的温度传感器和湿度传感器的数据表明控制柜处于高温高湿的环境下时，SCADA系统控制半导体冷凝片工作，将控制柜内的水汽在半导体冷凝片上冷凝，然后通过导管将冷凝后的液体导出到控制柜外。当SCADA系统采集到的温度传感器的数据表明控制柜处于天气寒冷的环境下时，SCADA系统控制加热器工作，提升控制柜内温度，以保证控制柜内元器件工作在合适的温度环境中。
Claims (3)
1.一种防凝露抽油机变频控制柜，包括变频调速系统、SCADA系统和防凝露装置，其特征在于：还包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池组和电源切换装置，太阳能电池板电能输出端通过充电控制器与蓄电池组连接，蓄电池组的电能输出端连接电源切换装置的电能输入端，电源切换装置控制蓄电池组或电网给防凝露装置和SCADA系统供电，SCADA系统与防凝露装置和变频调速系统连接，SCADA系统采集防凝露装置和变频调速系统的工作数据，并控制其工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种防凝露抽油机变频控制柜，其特征在于：所述的防凝露装置包括加热器、半导体冷凝片、散热风扇、温度传感器和湿度传感器，半导体冷凝片和加热器均设置在控制柜底部，排热风扇紧挨加热器设置，温度传感器和湿度传感器均设置在控制柜内；SCADA系统采集温度传感器和湿度传感器获得的数据，并控制加热器、半导体冷凝片和散热风扇的工作状态。
3.根据权利要求1或2所述的一种防凝露抽油机变频控制柜，其特征在于：所述的控制柜顶部具有倾角，太阳能电池板固定在控制柜顶部。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105897147A (zh) * | 2015-06-04 | 2016-08-24 | 王晓民 | 一种应用在石油抽油机上的光伏发电系统 |
| CN111049005A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-21 | 河南平高电气股份有限公司 | 一种防凝露机构箱 |
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