抽油机节电控制柜制造技术

本实用新型专利技术涉及应用可变频率电源的电动机、发电机、或机电变换器的控制或调节装置领域，具体为一种抽油机节电控制柜。一种抽油机节电控制柜，包括变频器（１），其特征是：还包括电力参数监测器（４）、油井监测器（５）和能量回馈单元（６），变频器（１）分别和电力参数监测器（４）、油井监测器（５）以及能量回馈单元（６）连接，油井监测器（５）及能量回馈单元（６）都和电机（３）连接。本实用新型专利技术安装维护简单方便，升级简单，节能效果显著。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及应用可变频率电源的电动机、发电机、或机电变换器的控制或调 节装置领域，具体为一种抽油机节电控制柜。
技术介绍
抽油机是用于抽取地下油层内原油的电气设备，由于我国的油田多为低渗透的低 能低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来，以水换油 或者以电换油是我国油田的现实，因而电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例。 由于带动抽油机的电机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的，并且还留有设计余量。 而随着油井由浅入深的抽取，井中液面逐渐下降，泵的充满度越来越不足，直到最后发生空 抽的现象，如果不加以控制，电机长时间轻载运行，就会白白地浪费大量的电能。此外，油井 的抽油负荷还经常使得电机长时间无规律变负载运行或长时间有规律的动态运行，这种情 况都会造成电机效率降低。为提高能源利用率，现在通常采用变频、软启动、功率因数补偿 和恒速跟踪负载等方式实现电机节能，尤其是变频措施应用较广。但目前的变频节能方式， 变频装置需要将不同厂家的控制器和变频器安装组合在一起，匹配较差；采用多机器组合， 安装维护分开，使用不方便；升级困难。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，提供一种调控精确、反应灵敏、节能效果显著、组装灵 活、匹配性好的电机节能控制装置，本技术公开了一种抽油机节电控制柜。本技术通过如下技术方案达到专利技术目的一种抽油机节电控制柜，包括变频器，电源、变频器和电机依次通过导线串联连 接，其特征是还包括电力参数监测器、油井监测器和能量回馈单元，变频器分别和电力参 数监测器、油井监测器以及能量回馈单元连接，油井监测器及能量回馈单元都和电机连接，变频器内部有32位数字信号控制器和RS485通讯接口，变频器通过RS485通讯接 口和电力参数监测器连接，油井监测器的采样速度为每秒计算10次且每次采样2个周波，能量回馈单元采用双向自动电压跟踪的制动方式和正弦波电流回馈。所述的抽油机节电控制柜，其特征是变频器内部还有强制直流风冷系统。所述的抽油机节电控制柜，其特征是油井监测器和电机之间采用GPRS通讯的方 式无线连接。本技术通过油井监测器实时监测油井的压力以及电机的各项电参数，掌握负 载的实际情况和电机的运行状态，并通过电力参数监测器和变频器内部的数字信号控制器 解算出电机当前功率下所需的最佳频率，再通过变频器输出控制信号，从而控制电机运行 于最佳工况。具体地说，本技术通过电力参数监测器和油井监测器组成的远程数据采 集模块，实时监测抽油电机的电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等电参数，同时可接压力、温度、流量等传感器，作为分析有杆/无杆泵工况的主要依据，建立先进的、适用油井系统数学模型及算法，诊断出油水井工况和存在的问题，计算出各种复杂工况下的 油井的产液，同时进行各种有效的数据分析与统计，并可以远程智能控制与调节油井的工 作状态，通过对油井工作状态的监控来调节油泵电机的运行状态，提高了整个系统的数字 化水平，并实现节能目的。本技术与常用变频器的区别如下表所示 本技术具有节电性、智能化、可遥控、开放式界面、全方位保护和同时多用户 监测的特点，本技术的有益效果是采用整合了感应、控制、变频三大模块的变频器，实 现了一体化和模块化，安装维护简单方便，升级简单，只需更换模块，节能效果显著，节电率 达 10% 60%。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是油井监测器和电机之间采用GPRS通讯的方式无线连接的本技术的结 构示意图。具体实施方式以下通过具体实施例进一步说明本技术。实施例1一种抽油机节电控制柜，包括变频器1、电力参数监测器4、油井监测器5和能量回 馈单元6，如图1所示，具体结构是变频器1分别和电力参数监测器4、油井监测器5以及 能量回馈单元6连接，油井监测器5及能量回馈单元6都和电机3连接，变频器1内部有32位数字信号控制器和RS485通讯接口，变频器1通过RS485通 讯接口和电力参数监测器4连接，油井监测器5的采样速度为每秒计算10次且每次采样2个周波，能量回馈单元6采用双向自动电压跟踪的制动方式和正弦波电流回馈。电源2、变频器1和电机3依次通过导线串联连接。变频器1的参数如下——内置32位DSP核心控制，保证运算速度和精度；——内置强制直流风冷系统，使用寿命可达70000小时；——内置RS485通讯接口。——结构设计模块化，易于维护保养；——采用军工级开关电源供电系统，性能稳定；——具有输入过流、过载、过压、欠压保护功能。能量回馈单元6的参数如下——采用双向自动电压跟踪的制动方式；——过热、过流、短路保护及故障输出；——反应时间< 2ms，多重噪音过滤；——内置电抗器；——正弦波电流回馈；-电网电压及频率380V 士 20%，50/60Hz ；——动作电压630V士5%——制动力矩150%油井监测器5的参数如下——多数据监测和控制；——在线式界面操作；——电压测量(真有效值)AC 0 400V ；——电流测量(真有效值)AC 0 250A ；——功率测量(真有效值):0 IOOkw ；——采样速度每秒计算10次，每次采样2个周波；—功率因数0.3 1. 0，精度换算为相角，相差2度-频率测量40· OOHz 65. OOHz实施例2一种抽油机节电控制柜，包括变频器1、电力参数监测器4、油井监测器5和能量回 馈单元6，如图2所示，油井监测器5和电机3之间采用GPRS通讯的方式无线连接，图2中虚线所指代表油井监测器5和电机3之间的无线连接。其 他结构都和实施例1同。本实施 例适合油田油井位置比较分散的场合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油机节电控制柜，包括变频器（１），电源（２）、变频器（１）和电机（３）依次通过导线串联连接，其特征是：还包括电力参数监测器（４）、油井监测器（５）和能量回馈单元（６），变频器（１）分别和电力参数监测器（４）、油井监测器（５）以及能量回馈单元（６）连接，油井监测器（５）及能量回馈单元（６）都和电机（３）连接，变频器（１）内部有３２位数字信号控制器和ＲＳ４８５通讯接口，变频器（１）通过ＲＳ４８５通讯接口和电力参数监测器（４）连接，油井监测器（５）的采样速度为每秒计算１０次且每次采样２个周波，能量回馈单元（６）采用双向自动电压跟踪的制动方式和正弦波电流回馈。

【技术特征摘要】
一种抽油机节电控制柜，包括变频器(1)，电源(2)、变频器(1)和电机(3)依次通过导线串联连接，其特征是还包括电力参数监测器(4)、油井监测器(5)和能量回馈单元(6)，变频器(1)分别和电力参数监测器(4)、油井监测器(5)以及能量回馈单元(6)连接，油井监测器(5)及能量回馈单元(6)都和电机(3)连接，变频器(1)内部有32位数字信号控制器和RS485通讯接口，变频器(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓远，陈志，
申请(专利权)人：上海宝临电气集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]