CN206135421U - 稳压型群井共直流逆变群装置 - Google Patents

稳压型群井共直流逆变群装置 Download PDF

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    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Abstract

本实用新型公开了一种稳压型群井共直流逆变群装置，包含群井总开关单元、整流单元、共用直流单元、保护装置、逆变单元和稳压单元，所述的总开关单元为装置总控制开关，一端与电网连接，另一端与整流单元连接输入端和稳压单元输入端连接，整流单元输出端及、逆变单元输入端与共用直流单元连接，保护装置位于共用直流单元、保护装置之间，逆变单元输出侧接装置输出端子。采用一台变压器一台大容量整流设备，多台小容量逆变设备组成共直流逆变群群井控制装置；将同一采油区块的多口油井的抽油机电控终端通过直流母线统一供电；逆变设备装置内部集成电动机保护单元。

Description

稳压型群井共直流逆变群装置
技术领域
本实用新型涉及抽油气机群井稳压装置，尤其涉及一种共整流单元的变频控制节能装置。
背景技术
我国油气田多为贫油气井、渗透性油田，多采用磕头机为主要采油设备，运行过程中普遍存在“大马拉小车”、电机载荷比低、功率因数低、能耗浪费严重等问题，且供电电网质量不稳定，末端电压不稳定，某些地区电压甚至低至290V~320V，严重影响设备正常运行且电能浪费现象严重,需要系统全面解决方案来实现油气田节能工作。群井抽油气机单台电机功率都比较小，每台抽油气机配置一台变频控制装置成本高，浪费严重，设备利用率低，维护复杂。抽油气机运行过程中在下冲程时产生电能，若不能内部消耗则回馈电网，因运行功率因数低，回馈电网电能对电网造成污染。
对现有技术的公开文献检索发现，中国专利申请号2013201704629，公开日一种直流：2013.08.07，该技术公开了直流微网系统，包含直流配电线路、双向AC/DC整流/逆变装置、带DC/AC逆变器的交流负载、AC/DC微网保护装置、DC/DC微网保护装置等，但并不能应用于油气田群井系统，仅实现了DC/AC逆变但并不能在多个逆变器间实现分组、分时控制及根据负载需要实时调节输出频率等功能。
实用新型内容
本实用新型涉及一种稳压型群井共直流逆变群装置，能够能够稳定油田低压输电线路末端电压，改善变压器和配电线路传输功率因数，降低电能损失，提高油田低压配电系统电能质量；采用一台变压器一台大容量整流设备，多台小容量逆变设备组成共直流逆变群群井控制装置。能够根据抽油气机工况分别实时调节群井各电机转速和抽油气机冲次，分时段起动群井各抽油气机，实现抽油气机运行过程中产生电能内部消耗，避免与电网频繁交换电能，降低能量交换过程中的损失和损耗，提高供电质量。同时能够设置每台抽油气机起动时间和次序，或设置顺序起动时各台抽油气机起动间隔时间，避免抽油气机同时起动带来的拉低电网电压现象。所有运行过程不需人工操作运行，电网断电后再来点则按照顺序和间隔时间起动。
本实用新型采用下述技术方案：
采用一台变压器一台大容量整流设备，多台小容量逆变设备组成共直流逆变群群井控制装置。整流器由三相交流电压、电网滤波电容C、电抗器L、三相IGBT整流桥、直流环节等组成，采用 PWM 可控整流提供直流电压，将同一采油区块的多口油井的抽油机电控终端通过直流母线统一供电，采用避峰填谷的方式，可实现油井生产错峰运行，多台抽油机倒发电能量的互馈共享和循环利用，充分发挥采油区块多抽油机的群体优势。逆变设备由直流环节和三相IGBT逆变单元组成。实时监测、自动跟踪油田采油设备运行中无功功率变化并实时补偿，抑制电压闪变，稳定电网电压，提高油田低压配电系统电能质量。设置每台抽油气机起动时间和次序，或设置顺序起动时各台抽油气机起动间隔时间，避免抽油气机同时起动带来的拉低电网电压现象。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种稳压型群井共直流逆变群装置，包含群井总开关单元1、整流单元2、共用直流单元3、保护装置4、逆变单元5和稳压单元6。所述的总开关单元1为装置总控制开关，一端与电网连接，另一端与整流单元2连接输入端和稳压单元6输入端连接，整流单元2输出端及、逆变单元5输入端与共用直流单元3连接，保护装置4位于共用直流单元3、保护装置4之间，逆变单元5输出侧接装置输出端子。整流单元2采用PWM可控整流，完成交流到直流的全控整流逆变功能，输出稳定的直流电压，作为共用直流单元3的电压源，保护装置4实时检测各电机设备的运行状态，具有短路保护、过流保护、过压欠压保护等功能，提高设备的运行稳定性；逆变单元5由直流环节和三相IGBT逆变单元组成，能够根据设置频率控制输出需要的交流电压，驱动各抽油气机运行。
①操作总开关单元1控制装置投入及退出。在起动前可以将运行/检修开关调至检修位置。在检修位置可以进行参数设定及设备检查。参数设定参数主要有运行模式设定、抽油气机序号设定、起动顺序设定、间隔时间设定及运行状态设定等，运行状态设定有运行及停运两种模式。设置为运行时则当运行/检修开关调至检修位置调至运行位置时依次序投入运行，设置为停运状态时则跳过对应的抽油气机控制，保持在停运状态。当装置上电或系统断电再来电时，首先系统自检，若一切正常则根据设定的各台抽油气机运行状态依次起动。
②整流单元2采用PWM可控整流，完成交流到直流的全控整流逆变功能，280--450V宽电压范围输入运行，输出稳定的直流电压，作为共用直流单元3的电压源，保证逆变单元5输出稳定电压，有效延长电机使用寿命和工作性能，保证抽油机稳定工作。
③保护装置4实时检测各电机设备的运行状态，具有短路保护、过流保护、过压欠压保护等功能，提高设备的运行稳定性；当对应设备处于故障状态停止运行时，保护装置4输出故障信号至逆变单元5，停止逆变单元5运行，同时发出报警信号，提示工作人员处理。
稳压单元6运行方式如下：电网电压V和设定调节电压值Vref比较，同时设定调节盲区电压范围u。若V<Vref-u成立,则需要进行升压调节；若V>Vref-u且V<Vref+u,则说明电压已控制在合理范围内，则保持现有状态变；若V>Vref+u,则说明需要降压调节。

Claims (3)

1.一种稳压型群井共直流逆变群装置，包含群井总开关单元（1）、整流单元（2）、共用直流单元（3）、保护装置（4）、逆变单元（5）和稳压单元（6），其特征在于：采用一台变压器一台大容量整流设备，多台小容量逆变设备组成共直流逆变群群井控制装置；采用 PWM 可控整流提供直流电压，将同一采油区块的多口油井的抽油机电控终端通过直流母线统一供电；逆变设备装置内部集成电动机保护单元；所述的总开关单元（1）为装置总控制开关，一端与电网连接，另一端与整流单元（2）连接输入端和稳压单元（6）输入端连接，整流单元（2）输出端及、逆变单元（5）输入端与共用直流单元（3）连接，保护装置（4）位于共用直流单元（3）、保护装置（4）之间，逆变单元（5）输出侧接装置输出端子。
2.根据权利要求1所述的稳压型群井共直流逆变群装置，其特征在于：整流单元（2）采用PWM可控整流，完成交流到直流的全控整流逆变功能，280--450V宽电压范围输入运行，输出稳定的直流电压，作为共用直流单元（3）的电压源，保证逆变单元（5）输出稳定电压。
3.根据权利要求1所述的稳压型群井共直流逆变群装置，其特征在于：稳压单元（6）调节装置输入侧电网交流电压，电网电压V和设定调节电压值Vref比较，同时设定调节盲区电压范围u。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11955782B1 (en) 2022-11-01 2024-04-09 Typhon Technology Solutions (U.S.), Llc System and method for fracturing of underground formations using electric grid power

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