[发明专利]一种油田节能调控模块

说明书

技术领域

本发明涉及电机节能调控技术领域，具体涉及一种油田节能调控模块。

背景技术

目前国内有关抽油机及驱动电机的各种检测与控制方式多种多样，比如，以改善工艺、提高采收率为目的而为抽油机配备的逆变调速器、示功图测试分析仪、滑差电机、变极调速；针对抽油机由于长期处于“大马拉小车”状态所致的功效低、功率因数低的问题，为了节能降耗而采用的节能控制电机、降压节能和 △/Y 接法控制，以及对抽油机通过间歇式控制来实现节能的所谓超级节能器等等。国外围绕抽油机的控制主要采用比较完善的逆变调速装置和与之配套的示功图测试分析仪等，通过逆变调速器及多功能控制系统，既可以较好地满足采油工艺的要求，又能达到有效的节能目的。在国内各油田采用的逆变控制柜在以下几方面有技术和性能上的差异和影响：首先，作为交－直－交逆变结构，其交－直整流及滤波环节的电路结构不同，对于网侧功率因数的大小及对电网的谐波污染程度有直接的影响。其次，对于逆变环节的 SPWM 控制及调压控制的不同，直接影响着实现抽油机“大马拉小车”状态下的降压节能效果。再次，逆变控制柜对抽油机的不平衡馈能通常有两种不同的处理方式和配置组态：一是在直流侧接入刹车电阻耗能，电路简单易行；二是交－直整流及滤波环节采用 PWM 可逆整流器将电机倒发电能量馈入电网，使不平衡馈能得以回收，避免能量的浪费。后者技术难度较大，成本也较高。此外，由于所采用的技术手段不同，控制柜成本也各不相同，不过总体看来，逆变控制柜价格偏高，各采油厂难以接受，这也是逆变控制柜目前难以大面积广泛应用的主要原因。为此我们发明了一种新的基于智能微电网的油井节能调控模块，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种节能效率高，可防止微电网电压的大幅度波动和过压，并且能够实现较远距离“一拖多”油井的不升压输电的基于智能微电网的油田节能调控模块。

其技术方案是：一种油田节能调控模块，包括电力变换主电路1、检测与保护模块2、控制模块3、驱动模块4、不平衡馈能保护处理模块5和运行状态监视模块6，所述电力变换主电路1的输入端为本油田节能调控模块的直流输入端，电力变换主电路1的输出端为本油田节能调控模块的交流输出端；所述电力变换主电路1的检测端一路通过检测与保护模块2与控制模块3的输入端相连接，另一路与不平衡馈能保护处理模块5的输入端相连接，不平衡馈能保护处理模块5的输出端与驱动模块4的检测反馈端相连接，所述控制模块3的输出端与驱动模块4的输入端相连接，驱动模块4的输出端与电力变换主电路1的控制端相连接，控制模块3上连接有运行状态监视模块6。

所述电力变换主电路1包括滤波电容11、充电保护单元12、SPWM逆变器13和过压吸收保护单元14，滤波电容11及充电保护单元12连接SPWM逆变器13的输入端，并为本电力变换主电路1的输入端，所述SPWM逆变器13的输出端连接过压吸收保护单元14的输入端，并为本电力变换主电路1的输出端，过压吸收保护单元14的输出端为本电力变换主电路1的检测端。

所述SPWM逆变器13为采用的是双极性PWM控制的三相桥式逆变电路。

所述运行状态监视模块6为面板上设有调频旋钮61、数字+62、程序键63、数字-64、数据键65、正转/反转66、运行67、停止/复位68、运行指示灯69、停止指示灯60、故障指示灯611、正转指示灯612、反转指示灯613和 LED显示屏614的可编程控制器。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

1.微电网上各并联控制终端之间对负荷变化的能量互馈补偿，使各抽油机的馈能得以充分共享和循环利用，提高系统节能效率；

2.结合抽油机载荷的周期性急剧变化特点，通过检测抽油机的当前负载状况和上、下冲程位置，经过智能化统计分析判断，实现对上、下冲程频率的优化调节；

3.防止微电网电压的大幅度波动和过压；

4.采用共微电网供电能够实现较远距离“一拖多”油井的不升压输电，直流电传输距离更长，无线损，且避免了偷盗电的情况发生 ；

5.可靠稳定、成本低廉。

附图说明

图1是本发明一种实施例的电路方框图；

图2是本发明中电力变换主电路的图电路方框；

图3是本发明中运行状态监视模块的结构示意图。

具体实施方式