本實(shí)用新型涉及抽油氣機(jī)群井穩(wěn)壓裝置，尤其涉及一種共整流單元的變頻控制節(jié)能裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)油氣田多為貧油氣井、滲透性油田，多采用磕頭機(jī)為主要采油設(shè)備，運(yùn)行過(guò)程中普遍存在“大馬拉小車”、電機(jī)載荷比低、功率因數(shù)低、能耗浪費(fèi)嚴(yán)重等問題，且供電電網(wǎng)質(zhì)量不穩(wěn)定，末端電壓不穩(wěn)定，某些地區(qū)電壓甚至低至290V~320V，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行且電能浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重,需要系統(tǒng)全面解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)油氣田節(jié)能工作。群井抽油氣機(jī)單臺(tái)電機(jī)功率都比較小，每臺(tái)抽油氣機(jī)配置一臺(tái)變頻控制裝置成本高，浪費(fèi)嚴(yán)重，設(shè)備利用率低，維護(hù)復(fù)雜。抽油氣機(jī)運(yùn)行過(guò)程中在下沖程時(shí)產(chǎn)生電能，若不能內(nèi)部消耗則回饋電網(wǎng)，因運(yùn)行功率因數(shù)低，回饋電網(wǎng)電能對(duì)電網(wǎng)造成污染。

對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的公開文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?013201704629，公開日一種直流：2013.08.07，該技術(shù)公開了直流微網(wǎng)系統(tǒng)，包含直流配電線路、雙向AC/DC整流/逆變裝置、帶DC/AC逆變器的交流負(fù)載、AC/DC微網(wǎng)保護(hù)裝置、DC/DC微網(wǎng)保護(hù)裝置等，但并不能應(yīng)用于油氣田群井系統(tǒng)，僅實(shí)現(xiàn)了DC/AC逆變但并不能在多個(gè)逆變器間實(shí)現(xiàn)分組、分時(shí)控制及根據(jù)負(fù)載需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出頻率等功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)壓型群井共直流逆變?nèi)貉b置，能夠能夠穩(wěn)定油田低壓輸電線路末端電壓，改善變壓器和配電線路傳輸功率因數(shù)，降低電能損失，提高油田低壓配電系統(tǒng)電能質(zhì)量；采用一臺(tái)變壓器一臺(tái)大容量整流設(shè)備，多臺(tái)小容量逆變?cè)O(shè)備組成共直流逆變?nèi)喝壕刂蒲b置。能夠根據(jù)抽油氣機(jī)工況分別實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)群井各電機(jī)轉(zhuǎn)速和抽油氣機(jī)沖次，分時(shí)段起動(dòng)群井各抽油氣機(jī)，實(shí)現(xiàn)抽油氣機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生電能內(nèi)部消耗，避免與電網(wǎng)頻繁交換電能，降低能量交換過(guò)程中的損失和損耗，提高供電質(zhì)量。同時(shí)能夠設(shè)置每臺(tái)抽油氣機(jī)起動(dòng)時(shí)間和次序，或設(shè)置順序起動(dòng)時(shí)各臺(tái)抽油氣機(jī)起動(dòng)間隔時(shí)間，避免抽油氣機(jī)同時(shí)起動(dòng)帶來(lái)的拉低電網(wǎng)電壓現(xiàn)象。所有運(yùn)行過(guò)程不需人工操作運(yùn)行，電網(wǎng)斷電后再來(lái)點(diǎn)則按照順序和間隔時(shí)間起動(dòng)。

本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

采用一臺(tái)變壓器一臺(tái)大容量整流設(shè)備，多臺(tái)小容量逆變?cè)O(shè)備組成共直流逆變?nèi)喝壕刂蒲b置。整流器由三相交流電壓、電網(wǎng)濾波電容C、電抗器L、三相IGBT整流橋、直流環(huán)節(jié)等組成，采用 PWM 可控整流提供直流電壓，將同一采油區(qū)塊的多口油井的抽油機(jī)電控終端通過(guò)直流母線統(tǒng)一供電，采用避峰填谷的方式，可實(shí)現(xiàn)油井生產(chǎn)錯(cuò)峰運(yùn)行，多臺(tái)抽油機(jī)倒發(fā)電能量的互饋共享和循環(huán)利用，充分發(fā)揮采油區(qū)塊多抽油機(jī)的群體優(yōu)勢(shì)。逆變?cè)O(shè)備由直流環(huán)節(jié)和三相IGBT逆變單元組成。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)跟蹤油田采油設(shè)備運(yùn)行中無(wú)功功率變化并實(shí)時(shí)補(bǔ)償，抑制電壓閃變，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高油田低壓配電系統(tǒng)電能質(zhì)量。設(shè)置每臺(tái)抽油氣機(jī)起動(dòng)時(shí)間和次序，或設(shè)置順序起動(dòng)時(shí)各臺(tái)抽油氣機(jī)起動(dòng)間隔時(shí)間，避免抽油氣機(jī)同時(shí)起動(dòng)帶來(lái)的拉低電網(wǎng)電壓現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型一種穩(wěn)壓型群井共直流逆變?nèi)貉b置，包含群井總開關(guān)單元1、整流單元2、共用直流單元3、保護(hù)裝置4、逆變單元5和穩(wěn)壓?jiǎn)卧?。所述的總開關(guān)單元1為裝置總控制開關(guān)，一端與電網(wǎng)連接，另一端與整流單元2連接輸入端和穩(wěn)壓?jiǎn)卧?輸入端連接，整流單元2輸出端及、逆變單元5輸入端與共用直流單元3連接，保護(hù)裝置4位于共用直流單元3、保護(hù)裝置4之間，逆變單元5輸出側(cè)接裝置輸出端子。整流單元2采用PWM可控整流，完成交流到直流的全控整流逆變功能，輸出穩(wěn)定的直流電壓，作為共用直流單元3的電壓源，保護(hù)裝置4實(shí)時(shí)檢測(cè)各電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，具有短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓欠壓保護(hù)等功能，提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性；逆變單元5由直流環(huán)節(jié)和三相IGBT逆變單元組成，能夠根據(jù)設(shè)置頻率控制輸出需要的交流電壓，驅(qū)動(dòng)各抽油氣機(jī)運(yùn)行。

①操作總開關(guān)單元1控制裝置投入及退出。在起動(dòng)前可以將運(yùn)行/檢修開關(guān)調(diào)至檢修位置。在檢修位置可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及設(shè)備檢查。參數(shù)設(shè)定參數(shù)主要有運(yùn)行模式設(shè)定、抽油氣機(jī)序號(hào)設(shè)定、起動(dòng)順序設(shè)定、間隔時(shí)間設(shè)定及運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定等，運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定有運(yùn)行及停運(yùn)兩種模式。設(shè)置為運(yùn)行時(shí)則當(dāng)運(yùn)行/檢修開關(guān)調(diào)至檢修位置調(diào)至運(yùn)行位置時(shí)依次序投入運(yùn)行，設(shè)置為停運(yùn)狀態(tài)時(shí)則跳過(guò)對(duì)應(yīng)的抽油氣機(jī)控制，保持在停運(yùn)狀態(tài)。當(dāng)裝置上電或系統(tǒng)斷電再來(lái)電時(shí)，首先系統(tǒng)自檢，若一切正常則根據(jù)設(shè)定的各臺(tái)抽油氣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)依次起動(dòng)。

②整流單元2采用PWM可控整流，完成交流到直流的全控整流逆變功能，280--450V寬電壓范圍輸入運(yùn)行，輸出穩(wěn)定的直流電壓，作為共用直流單元3的電壓源，保證逆變單元5輸出穩(wěn)定電壓，有效延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命和工作性能，保證抽油機(jī)穩(wěn)定工作。

③保護(hù)裝置4實(shí)時(shí)檢測(cè)各電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，具有短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓欠壓保護(hù)等功能，提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性；當(dāng)對(duì)應(yīng)設(shè)備處于故障狀態(tài)停止運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置4輸出故障信號(hào)至逆變單元5，停止逆變單元5運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示工作人員處理。

穩(wěn)壓?jiǎn)卧?運(yùn)行方式如下：電網(wǎng)電壓V和設(shè)定調(diào)節(jié)電壓值Vref比較，同時(shí)設(shè)定調(diào)節(jié)盲區(qū)電壓范圍u。若V<Vref-u成立,則需要進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)；若V>Vref-u且V<Vref+u,則說(shuō)明電壓已控制在合理范圍內(nèi)，則保持現(xiàn)有狀態(tài)變；若V>Vref+u,則說(shuō)明需要降壓調(diào)節(jié)。