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淺談抽油機節能及智能控制器的設計(2)2004年9月

綜上所述,要研制成功有效的抽油機節能控制裝置,關鍵的問題有兩點:

①實時監控抽油機負載的變化,根據抽油機運行的載荷工況和負載變化調節電動機的工作狀態,自動控制電機輸入電壓,控制抽油機電動機的輸出功率,使其工作于最佳工作狀態,減少能源消耗,達到節能目的。

②減少或利用電動機的發電,進一步降低系統損耗。

只有這樣,才能最大發揮抽油機的節能潛力,使節約的電量達到一個理想狀態,將節能成本控制在一個可以接受的水平。

2.2智能節能控制器設計方案

根據對抽油機節能控制器關鍵技術的分析,并考慮系統的成本,智能型抽油機節能控制器采用如圖2所示的技術方案。

                     圖2智能抽油機節能控制器方案框圖

系統以新型的電力電子元件IGBT構成變頻調壓器為中心,通過電流傳感模塊、電壓傳感模塊和功率傳感器模塊實時檢測電機輸出功率的變化,由單片機系統來控制IGBT的關斷,控制電機輸入端電壓的大小,以調整電動機輸出功率,減少電動機的鐵損和銅損。達到節能降耗的目的。

為克服負功率對IGBT模塊的影響并進一步節能,系統設置了負功率處理模塊,通過該模塊,系統以和電網同樣的頻率和相位將電動機發出的電能饋送到電網中,進一步降低電機損耗。

由于IGBT是比較昂貴的器件,而且對使用條件要求比較高,必須加以保護。根據抽油機的實際特點,系統設置了過流保護、過壓保護、缺相保護和溫度保護,從而使系統能夠更安全地運行。

智能型抽油機節能控制器具有以下的功能:

①可設置電動機的最大工作電流、空載電流和最高工作溫度等參數,根據電動機工作電流的大小判斷抽油機的工況。當電動機電流超過額定電流和最高工作溫度超過額定工作溫度時停抽油機工作,從而保護電動機。當抽油機電動機工作電流小于空載電流,認為抽油機空載,可停止抽油機工作,等待原油聚集。根據所設定的停機時間,抽油機停止工作一段時間后,控制系統自動啟動抽油機,從而實現抽油機停機節能。

②斷電后來電時自動延時啟動時間,避免油田抽油機同時啟動。

③軟啟動功能,減少啟動對電網的沖擊并節約電能。

④可根據抽油機運行的載荷工況,自動控制電機輸入電壓,控制抽油機電動機的輸出功率,達到節能目的。

⑤獨特的負功率處理功能,能有效減小電機發電所帶來的影響,提高節能效果。

⑥具有數據存儲和數據通信功能。通過專用數據回放卡可轉儲數據進行數據處理分析和繪制抽油機電能圖,從而方便油田對抽油機的管理。

3 結束語

   智能型抽油機節能控制器的開發經過了樣機開發和油田試驗兩個階段,我們逐漸掌握了游梁式抽油機工作規律和抽油機節能控制器的關鍵技術,為系統投入運行奠定了基礎。


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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