穩壓型群井共直流逆變群裝置的制作方法

本實用新型涉及抽油氣機群井穩壓裝置，尤其涉及一種共整流單元的變頻控制節能裝置。

背景技術：

我國油氣田多為貧油氣井、滲透性油田，多采用磕頭機為主要采油設備，運行過程中普遍存在“大馬拉小車”、電機載荷比低、功率因數低、能耗浪費嚴重等問題，且供電電網質量不穩定，末端電壓不穩定，某些地區電壓甚至低至290V~320V，嚴重影響設備正常運行且電能浪費現象嚴重,需要系統全面解決方案來實現油氣田節能工作。群井抽油氣機單臺電機功率都比較小，每臺抽油氣機配置一臺變頻控制裝置成本高，浪費嚴重，設備利用率低，維護復雜。抽油氣機運行過程中在下沖程時產生電能，若不能內部消耗則回饋電網，因運行功率因數低，回饋電網電能對電網造成污染。

對現有技術的公開文獻檢索發現，中國專利申請號2013201704629，公開日一種直流：2013.08.07，該技術公開了直流微網系統，包含直流配電線路、雙向AC/DC整流/逆變裝置、帶DC/AC逆變器的交流負載、AC/DC微網保護裝置、DC/DC微網保護裝置等，但并不能應用于油氣田群井系統，僅實現了DC/AC逆變但并不能在多個逆變器間實現分組、分時控制及根據負載需要實時調節輸出頻率等功能。

技術實現要素：

本實用新型涉及一種穩壓型群井共直流逆變群裝置，能夠能夠穩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，降低電能損失，提高油田低壓配電系統電能質量；采用一臺變壓器一臺大容量整流設備，多臺小容量逆變設備組成共直流逆變群群井控制裝置。能夠根據抽油氣機工況分別實時調節群井各電機轉速和抽油氣機沖次，分時段起動群井各抽油氣機，實現抽油氣機運行過程中產生電能內部消耗，避免與電網頻繁交換電能，降低能量交換過程中的損失和損耗，提高供電質量。同時能夠設置每臺抽油氣機起動時間和次序，或設置順序起動時各臺抽油氣機起動間隔時間，避免抽油氣機同時起動帶來的拉低電網電壓現象。所有運行過程不需人工操作運行，電網斷電后再來點則按照順序和間隔時間起動。

本實用新型采用下述技術方案：

采用一臺變壓器一臺大容量整流設備，多臺小容量逆變設備組成共直流逆變群群井控制裝置。整流器由三相交流電壓、電網濾波電容C、電抗器L、三相IGBT整流橋、直流環節等組成，采用 PWM 可控整流提供直流電壓，將同一采油區塊的多口油井的抽油機電控終端通過直流母線統一供電，采用避峰填谷的方式，可實現油井生產錯峰運行，多臺抽油機倒發電能量的互饋共享和循環利用，充分發揮采油區塊多抽油機的群體優勢。逆變設備由直流環節和三相IGBT逆變單元組成。實時監測、自動跟蹤油田采油設備運行中無功功率變化并實時補償，抑制電壓閃變，穩定電網電壓，提高油田低壓配電系統電能質量。設置每臺抽油氣機起動時間和次序，或設置順序起動時各臺抽油氣機起動間隔時間，避免抽油氣機同時起動帶來的拉低電網電壓現象。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型一種穩壓型群井共直流逆變群裝置，包含群井總開關單元1、整流單元2、共用直流單元3、保護裝置4、逆變單元5和穩壓單元6。所述的總開關單元1為裝置總控制開關，一端與電網連接，另一端與整流單元2連接輸入端和穩壓單元6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，保護裝置4位于共用直流單元3、保護裝置4之間，逆變單元5輸出側接裝置輸出端子。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，輸出穩定的直流電壓，作為共用直流單元3的電壓源，保護裝置4實時檢測各電機設備的運行狀態，具有短路保護、過流保護、過壓欠壓保護等功能，提高設備的運行穩定性；逆變單元5由直流環節和三相IGBT逆變單元組成，能夠根據設置頻率控制輸出需要的交流電壓，驅動各抽油氣機運行。

①操作總開關單元1控制裝置投入及退出。在起動前可以將運行/檢修開關調至檢修位置。在檢修位置可以進行參數設定及設備檢查。參數設定參數主要有運行模式設定、抽油氣機序號設定、起動順序設定、間隔時間設定及運行狀態設定等，運行狀態設定有運行及停運兩種模式。設置為運行時則當運行/檢修開關調至檢修位置調至運行位置時依次序投入運行，設置為停運狀態時則跳過對應的抽油氣機控制，保持在停運狀態。當裝置上電或系統斷電再來電時，首先系統自檢，若一切正常則根據設定的各臺抽油氣機運行狀態依次起動。

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寬電壓范圍輸入運行，輸出穩定的直流電壓，作為共用直流單元3的電壓源，保證逆變單元5輸出穩定電壓，有效延長電機使用壽命和工作性能，保證抽油機穩定工作。

③保護裝置4實時檢測各電機設備的運行狀態，具有短路保護、過流保護、過壓欠壓保護等功能，提高設備的運行穩定性；當對應設備處于故障狀態停止運行時，保護裝置4輸出故障信號至逆變單元5，停止逆變單元5運行，同時發出報警信號，提示工作人員處理。

穩壓單元6運行方式如下：電網電壓V和設定調節電壓值Vref比較，同時設定調節盲區電壓范圍u。若V<Vref-u成立,則需要進行升壓調節；若V>Vref-u且V<Vref+u,則說明電壓已控制在合理范圍內，則保持現有狀態變；若V>Vref+u,則說明需要降壓調節。