CN212784290U - 一种油田抽油机无功补偿装置 - Google Patents

一种油田抽油机无功补偿装置 Download PDF

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李军伟
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Abstract

本实用新型公开了一种油田抽油机无功补偿装置,包括柜体,所述柜体上连接设有柜门,所述柜门上设有控制器、电流表和指示灯,所述柜体内采用多层结构,自上而下依次设有隔离开关、电流互感器、避雷器、熔断器、无触点开关、电抗器和电容器组。本实用新型与现有技术相比的优点在于:稳定电压节能降耗,保证电力系统安全,保证电机拖动设备可靠稳定运行,将组件化设计技术应用在无功补偿装置设计中,使得装置具备更灵活的装配方式和可靠性。

Description

一种油田抽油机无功补偿装置
技术领域
本实用新型涉及油田抽油机技术领域,具体是指一种油田抽油机无功补偿装置。
背景技术
油田采油抽油机用电环境恶劣,人为窃电现象十分普遍,为防窃电油田抽油机电动机不得不采用1140V电压等级供电。为降低供电系统低压线路损耗,抽油机供电多采用变压器-电动机单元接线方式。由于抽油机工况复杂、供电电压偏高和供电方式的特殊性,给采油供电系统无功补偿设备选择及无功补偿的实现增加了难度,导致供电系统的功率因数长期偏低,一般在0.3~0.4左右,个别井功率因数在0.2以下。而电能计量则同时计量消耗有功电量和无功电量。
这种情况必然导致供电系统网损过大,供电部门要向采油单位收取功率因数调整电费,这对采油单位无疑增大采油生产的成本,使采油生产的整体经济效益下降。为使抽油机供电功率因数达到规定的要求,解决好1140V抽油机电动机系统的无功问题,对抽油机负荷特点、电动机运行状态等问题进行了认真研究,研制1140V的无功补偿及电动机控制箱,实际使用表明能很好地抽油机这种特殊负荷的无功问题。
抽油机负荷特点及运行状态
不同油井抽油机的负荷曲线不同,抽油机负荷是一种与井下工况和平衡情况有关,依抽油机冲程为周期连续变化的周期性负荷。
(1)抽油机负荷是变化极大的连续周期性负荷。变化频率常用冲程表示,抽油机冲程一般来说为6~12次/分钟,即变化周期为5~10秒。
(2)变化周期的上下两个冲程各有一个死点,抽油机停车后再起动时,总是从两个死点中负载较大的死点开始起动。因此,要求抽油机电动机应具有较大的起动转矩。
(3)抽油机负荷转矩和功率变化曲线如图1所示。从图中可以看出,抽油机在工作存在发电运行过程,其输出功率的大小和时间,随抽油机工作的实际工况不同而不同。
抽油机负荷特点决定选择电动机时,必须按最大扭矩选配电动机。实际中考虑到砂卡、结蜡等异常时,不致因起动困难烧毁电动机,通常还要人为增大电动机裕量,这无疑加剧“大马拉小车”现象,使得电动机长期在低负荷下运行。
电动机负载率低影响电动机的运行效率,国家标准GB12497-1995规定,Y系列37kW的6极电动机的负载率在0.40以上时为经济状态。
功率因数低下不仅增加电动机本身损耗,而且给电网造成附加损耗,降低电网供电能力和变压器设备的利用率。
目前,电力系统应用的无功补偿装置工程需求差异较大,在功率等级、补偿形式等方面分别存在多种不同需求,很难具有统一的规格,往往需要根据具体工程进行定制,成本较高,当需要扩容或改型时,需要对各部件进行较大变动,不利于装置的拓展。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服以上技术缺陷,提供一种稳定电压节能降耗,保证电力系统安全,保证电机拖动设备可靠稳定运行的一种油田抽油机无功补偿装置。
为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案为:一种油田抽油机无功补偿装置,包括柜体,所述柜体上连接设有柜门,所述柜门上设有控制器、电流表和指示灯,所述柜体内采用多层结构,自上而下依次设有隔离开关、电流互感器、避雷器、熔断器、无触点开关、电抗器和电容器组。
进一步的,所述隔离开关与电流互感器之间采用导线连接。
进一步的,所述电流互感器与避雷器之间采用导线连接。
进一步的,所述避雷器与熔断器之间采用导线连接。
进一步的,所述熔断器与无触点开关之间采用导线连接。
进一步的,所述无触点开关与电抗器之间采用导线连接。
进一步的,所述电抗器与电容器组之间采用导线连接。
进一步的,所述控制器与无触点开关之间采用485线连接或采用网线连接。
进一步的,所述指示灯与无触点开关之间采用二次线连接。
进一步的,所述电流表与电流互感器之间采用二次线连接
本实用新型与现有技术相比的优点在于:各个部分相对独立,又相互联系,可以较为方便地装于各种柜体之中,从而可以极大地提高产品质量和快速生产;同时根据设计需要,构成各种规格柜体的成套的油田抽油机无功补偿装置,将组件化设计技术应用在无功补偿装置设计中,使得装置具备更灵活的装配方式和可靠性。
所述隔离开关的作用是隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路,隔离开关没有专门的灭弧装置,不能切断负荷电流,需在断路器断开电路的情况下,才可操作隔离开关。
所述电流互感器是用来测量交流电的设备,如发电或输电过程中,可将不同大小的交流电转换成所需的5安电流,不仅能监控测量这些线路的电流大小,还能避免高压危险。
所述避雷器用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流幅值的一种电器。
所述熔断器的作用是保护电流。熔断器由熔体和熔管构成,作为金属导体串联在电路中,当电流超过一定数值时,熔断器会产生热量使其熔体熔化,从而断开电流,达到保护的效果。
所述无触点开关就是一种自身带有一定电阻电抗值的仪器,而它在电路中的作用就是改变电流,并且将电流改变成按阶段变化的,从而完成对电路通断的控制。
所述电抗器主要是用来起到限制短路电流的作用,不仅如此也有能够在滤波器当中和电容器实现串联或者是并联,从而可以起到限制电网中所产生的高次谐波,电抗器主要起到限流作用。
所述电容器组电容器主要是通过无功电流的方式向系统中输入无功,这样需要无功的设备就可以从电容器接收无功,不需要从变压器得到无功或得到少量无功,这样既节约了电能又增大了电容器的负载率。
附图说明
图1是本实用新型一种油田抽油机无功补偿装置柜体内结构示意图。
图2是本实用新型一种油田抽油机无功补偿装置柜门结构示意图。
图3是本实用新型一种油田抽油机无功补偿装置线路连接示意图。
如图所示:1、柜体,2、柜门,3、控制器,4、电流表,5、指示灯,6、隔离开关,7、电流互感器,8、避雷器,9、熔断器,10、无触点开关,11、电抗器,12、电容器组。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
结合图1-3所示,一种油田抽油机无功补偿装置,包括柜体1,所述柜体1上连接设有柜门2,所述柜门2上设有控制器3、电流表4和指示灯5,所述柜体1内采用多层结构,自上而下依次设有隔离开关6、电流互感器7、避雷器8、熔断器9、无触点开关10、电抗器11和电容器组12。
所述隔离开关6与电流互感器7之间采用导线连接,所述电流互感器7与避雷器8之间采用导线连接,所述避雷器8与熔断器9之间采用导线连接,所述熔断器9与无触点开关10之间采用导线连接,所述无触点开关10与电抗器11之间采用导线连接,所述电抗器11与电容器组12之间采用导线连接,所述控制器3与无触点开关10之间采用485线连接或采用网线连接,所述指示灯5与无触点开关10之间采用二次线连接,所述电流表4与电流互感器7之间采用二次线连接。
设计隔离开关是因为其有明显的断开点方便实现无功补偿柜整体电气回路的开断且价格比断路器相比较为优越。
设计电流互感器具备变压器的以下作用:1、变换作用,将大电流转换为小电流,方便测量;2、隔离作用,额定一次回路与二次回路,确保二次回路安全。
设计避雷器具有优异的非线性对过电压起导通作用,电气绝缘性能好,介电强度高、抗漏痕、抗电蚀、耐热、耐寒、耐老化、防爆、憎水性、密封性等优点。
设计熔断器具有选择性好限流特性好,分断能力高;相对尺寸较小;价格较便宜。
设计电抗器一般与电容器组或密集型电容器相串联,抑制高次谐波和限制合闸涌流,防止谐波对电容器造成危害,避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。
设计电容器组起补偿作用的,叫做补偿电容就是减少无功功率,增加电能效率。
设计指示灯作为整个补偿回路的电源指示和电容的投切指示。
设计电流表的作用是显示补偿回路的电流。
设计控制器的目的是能够根据系统无功电流来控制无触点开关的投切来实现自动投切。
将组件化设计技术应用在无功补偿装置设计中,使得装置具备更灵活的装配方式和可靠性。解决了现有一体化设计中组件无法标准化,工程定制时无法迅速实现不同工程应用的问题,克服了一体化设计方案的缺陷。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种油田抽油机无功补偿装置,包括柜体(1),其特征在于:所述柜体(1)上连接设有柜门(2),所述柜门(2)上设有控制器(3)、电流表(4)和指示灯(5),所述柜体(1)内采用多层结构,自上而下依次设有隔离开关(6)、电流互感器(7)、避雷器(8)、熔断器(9)、无触点开关(10)、电抗器(11)和电容器组(12)。
2.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述隔离开关(6)与电流互感器(7)之间采用导线连接。
3.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述电流互感器(7)与避雷器(8)之间采用导线连接。
4.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述避雷器(8)与熔断器(9)之间采用导线连接。
5.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述熔断器(9)与无触点开关(10)之间采用导线连接。
6.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述无触点开关(10)与电抗器(11)之间采用导线连接。
7.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述电抗器(11)与电容器组(12)之间采用导线连接。
8.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述控制器(3)与无触点开关(10)之间采用485线连接或采用网线连接。
9.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述指示灯(5)与无触点开关(10)之间采用二次线连接。
10.根据权利要求1所述的一种油田抽油机无功补偿装置,其特征在于:所述电流表(4)与电流互感器(7)之间采用二次线连接。
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