一種網電電驅撬裝泵電控裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種網電電驅撬裝泵電控裝置。所述裝置的中壓開關柜分別與電力變壓器和電網線相連接，電力變壓器分別與溫度控制器和低壓開關柜相連接，低壓開關柜分別與有源濾波器和變頻器相連接，變頻器與變頻電機相連接，PLC控制器分別與溫度控制器、變頻器、變頻電機、撬裝泵和人機界面相連接。所述的PLC控制器內的印刷電路板上裝有CPU處理器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊和通訊模塊。該裝置采用了電力變壓器，將中壓電網電源降壓到橇裝泵可用的低壓電，并采用了變頻電機代替柴油發動機，實現對橇裝泵主電機的速度扭矩控制和保護。
【專利說明】
一種網電電驅撬裝泵電控裝置
技術領域
[0001]本發明涉及到自動控制和油田撬裝栗作業設備領域，特別涉及到一種網電電驅撬裝栗電控裝置。
【背景技術】
[0002]目前許多國內和國外用戶對于油氣田常規橇裝栗驅動作業，其動力均采用的是柴油發動機驅動，隨著油價不斷攀升，成本不斷加大，經常更換機油、空氣濾等部件，使得柴油發動機在后期的使用維護成本昂貴，另外，柴油發動機的噪音、油污等嚴重影響了環境，也不符合當前國家對節能減排提出的要求。近幾年，隨著國內外各油田的電網發展，加上電網無噪音、無油污等特點，使用中壓電網供電和交流變頻電機為動力驅動橇裝栗作業成為了可行，另外，目前國內外各大油田基本采用的是10KV、6KV和3.3KV三種中壓電網電源，而且電網容量也很富裕，能夠滿足油田負載使用。傳統的柴油發動機需要經過變速箱和分動箱實現對撬裝栗的動力傳輸，機械損耗大，柴油燃燒后的能量轉換率也很低，導致橇裝栗的效率低，能耗也高。采用電動機作為橇裝栗驅動動力有著巨大的優勢，主要體現在電動機的機械特性完全滿足橇裝栗特性，電動機可以實現無極調速，后端無需增加傳動箱等減速裝置，動力傳輸效率高，可以達到92%以上。橇裝栗采用的是電動機傳動方式，這就需要配備變頻器，變頻器可以對電動機的速度和扭矩進行控制，但是，變頻器在工作時存在較大的諧波，對電網會造成比較嚴重的諧波污染，通常變頻器的諧波畸變率會達到20%以上，對電網上的其它設備容易造成干擾。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種通過中壓電網輸送電源，且將中壓電壓降壓成撬裝栗可用的低壓電源，并采用變頻器驅動撬裝栗工作的網電電驅撬裝栗電控裝置。
[0004]為實現上述目的，本發明的技術方案為:
一種網電電驅撬裝栗電控裝置，包括中壓開關柜、電力變壓器、溫度控制器、低壓開關柜、有源濾波器、變頻器、PLC控制器、變頻電機、撬裝栗和人機界面，所述裝置的中壓開關柜分別與電力變壓器和電網線相連接，電力變壓器分別與溫度控制器和低壓開關柜相連接，低壓開關柜分別與有源濾波器和變頻器相連接，變頻器與變頻電機相連接，PLC控制器分別與溫度控制器、變頻器、變頻電機、撬裝栗和人機界面相連接。
[0005]所述的PLC控制器內的印刷電路板上裝有CPU處理器、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊和通訊模塊，CPU處理器分別與模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、通訊模塊、變頻器和人機界面相連接，模擬量輸入模塊與調速機構相連接，數字量輸入模塊與溫度控制器相連接，模擬量輸出模塊和數字量輸出模塊分別與撬裝栗相連接。
[0006]所述的人機界面在主界面上裝有栗壓設定、報警與運行指示、轉速顯示、栗壓顯示、排量顯示、栗沖顯示、氣壓油壓顯示、給定轉速顯示、累計排量清零控制、累計排量顯示、電機電流顯示、變頻電機控制和離合器控制器觸摸鍵，參數設置界面上裝有實際栗壓顯示、量程校準控制、零點校準控制和柱塞直徑選擇觸摸鍵。
[0007]所述的電力變壓器為干式變壓器或油浸式變壓器。所述的變頻器為低壓變頻器。
[0008]本發明的積極效果為:
1、該裝置采用了中壓開關柜，實現油田井場中壓電電源輸送、電源控制保護和參數的實時米集顯不等功能；
2、該裝置采用了電力變壓器，將中壓電網電源降壓到橇裝栗所需要的400V低壓電，并采用了變頻電機代替柴油發動機，實現對橇裝栗主電機的速度扭矩控制和保護；
3、該裝置采用了有源濾波器，治理和控制了變頻器對電網的諧波污染；
4、該裝置具有噪聲低、無油污、后期使用維護成本低等特點，滿足國家提出的節能環保要求。
【附圖說明】
[0009]圖1、網電電驅撬裝栗電控裝置結構示意圖；
圖2、網電電驅撬裝栗電控裝置連接框圖；
圖3、PLC控制器結構示意圖；
圖4、人機界面主界面顯示面示意圖；
圖5、人機界面參數設置界面顯示面示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖1-5進一步對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。
[0011]參見圖1-5，當中壓開關柜I與井場的10kv、6kv或3.3kv的電網線10連接后，經電力變壓器2將中壓電網的電源降壓至撬裝栗9所能應用的400v低壓電，而低壓開關柜4與電力變壓器2的低壓側相連接，低壓開關柜4又分別與有源濾波器5和變頻器6連接，變頻器6通過調速機構13來調節速度，模擬量輸入模塊14采集調速機構13的信號傳遞給CPU處理器12，再由CPU處理器12進行計算后通過通訊線控制變頻器6。并以調節后的速度驅動變頻電機8，驅動撬裝栗9運轉。同時CPU處理器12進行邏輯運算后通過模擬量輸出模塊16和數字量模塊17輸入至撬裝栗9中，并以調節后的速度驅動變頻電機8，驅動撬裝栗9運轉。有源濾波器5與低壓開關柜4的低壓母線相連接，動態生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入到電網中，從而對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。溫度控制器3用于檢測電力變壓器2的在線溫度，當溫度超過限度時，控制中壓開關柜I分閘，實現對電力變壓器2的保護，同時數字量輸入模塊15采集溫度控制器3的信號傳遞給CPU處理器12，再由CPU處理器12進行處理后通過通訊線傳遞給人機界面11進行顯示。通過PLC控制器7控制變頻器6和變頻電機8驅動撬裝栗9，同時通過PLC控制器7實現對變頻器6、電力變壓器2、變頻電機8和撬裝栗9的邏輯控制和數據交互。在驅動撬裝栗9之前，在人機界面11的主界面11-1上用栗壓設定18設定撬裝栗9的栗壓，用給定轉速顯示25顯示調速機構13設定的電機轉速，使用參數設置界面11-2上的零點校準控制34對撬裝栗9的栗壓進行零點校準，用量程校準控制33對撬裝栗9的栗壓壓力量程進行校準，用柱塞直徑選擇35選擇適用直徑的柱塞，各種參數設定后再啟動撬裝栗9。在撬裝栗9運行中的各種參數如轉速轉速顯示20、栗壓顯示21、排量顯示22、栗沖顯示23、離合器控制30、變頻電機控制29、氣壓油壓顯示24、給定轉速顯示25、累計排量顯示27和電機電流顯示28均在人機界面11的主界面11-1上給出。而實際栗壓顯示32、量程校準控制33、零點校準控制34和柱塞直徑選擇35在參數設置界面11-2上給出。通訊模塊31用于與其他撬裝栗上的PLC控制器進行連通，從而實現多臺撬裝栗的串聯或并聯。當撬裝栗9運行出現故障時，報警與運行指示19將發出報警聲音，并顯示運行情況。通過離合器控制30對離合器進行監控和調節，通過變頻電機控制29對變頻電機8進行監控和調節，通過量程校準控制33對撬裝栗9的量程進行監控和調節。當撬裝栗9 一個計量周期結束后，啟動主界面11-1上的累計排量清零控制26使累計排量顯示27上的數據清零，以便下一個計量周期啟動時重新計數。
[0012]以上所述僅是發明的非限定實施方式，還可以衍生出大量的實施例，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思和不作出創造性勞動的前提下，還可以做出若干變形和改進的實施例，這些都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種網電電驅撬裝栗電控裝置，包括中壓開關柜(1)、電力變壓器(2)、溫度控制器 (3)、低壓開關柜(4)、有源濾波器(5)、變頻器(6)、PLC控制器(7)、變頻電機(8)、撬裝栗(9) 和人機界面(11)，其特征在于:所述裝置的中壓開關柜(1)分別與電力變壓器(2)和電網線 (10)相連接，電力變壓器(2)分別與溫度控制器(3)和低壓開關柜(4)相連接，低壓開關柜 (4 )分別與有源濾波器(5 )和變頻器(6 )相連接，變頻器(6 )與變頻電機(8 )相連接，PLC控制 器(7)分別與溫度控制器(3)、變頻器(6)、變頻電機(8)、撬裝栗(9)和人機界面(11)相連接。2.根據權利要求1所述的網電電驅撬裝栗電控裝置，其特征在于:所述的PLC控制器(7) 內的印刷電路板上裝有CPU處理器(12 )、模擬量輸入模塊(14 )、模擬量輸出模塊(16 )、數字 量輸入模塊(15 )、數字量輸出模塊(17 )和通訊模塊(31 )，CPU處理器(12 )分別與模擬量輸入 模塊(14)、模擬量輸出模塊(16)、數字量輸入模塊(15)、數字量輸出模塊(17)、通訊模塊 (31 )、變頻器(6 )和人機界面(11)相連接，模擬量輸入模塊(14 )與調速機構(13 )相連接，數 字量輸入模塊(15 )與溫度控制器(3 )相連接，模擬量輸出模塊(16 )和數字量輸出模塊(17 ) 分別與撬裝栗(9)相連接。3.根據權利要求1所述的網電電驅撬裝栗電控裝置，其特征在于:所述的人機界面(11) 在主界面(11-1)上裝有栗壓設定(18)、報警與運行指示(19)、轉速顯示(20)、栗壓顯示 (21)、排量顯示(22)、栗沖顯示(23)、氣壓油壓顯示(24)、給定轉速顯示(25)、累計排量清零 控制(26)、累計排量顯示(27)、電機電流顯示(28)、變頻電機控制(29)和離合器控制器(30) 觸摸鍵，參數設置界面(11-2)上裝有實際栗壓顯示(32)、量程校準控制(33)、零點校準控制 (34)和柱塞直徑選擇(35)觸摸鍵。4.根據權利要求1所述的網電電驅撬裝栗電控裝置，其特征在于:所述的電力變壓器 (2)為干式變壓器或油浸式變壓器。5.根據權利要求1所述的網電電驅撬裝栗電控裝置，其特征在于:所述的變頻器(6)為 低壓變頻器。
【文檔編號】F04B17/03GK105952627SQ201610426539
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】黃勇, 陳健, 馬偉, 紀麗華, 朱黃慶
【申請人】中石化石油工程機械有限公司第四機械廠