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浅谈抽油机节能及智能控制器的设计(2)2004年9月

综上所述,要研制成功有效的抽油机节能控制装置,关键的问题有两点:

①实时监控抽油机负载的变化,根据抽油机运行的载荷工况和负载变化调节电动机的工作状态,自动控制电机输入电压,控制抽油机电动机的输出功率,使其工作于最佳工作状态,减少能源消耗,达到节能目的。

②减少或利用电动机的发电,进一步降低系统损耗。

只有这样,才能最大发挥抽油机的节能潜力,使节约的电量达到一个理想状态,将节能成本控制在一个可以接受的水平。

2.2智能节能控制器设计方案

根据对抽油机节能控制器关键技术的分析,并考虑系统的成本,智能型抽油机节能控制器采用如图2所示的技术方案。

                     图2智能抽油机节能控制器方案框图

系统以新型的电力电子元件IGBT构成变频调压器为中心,通过电流传感模块、电压传感模块和功率传感器模块实时检测电机输出功率的变化,由单片机系统来控制IGBT的关断,控制电机输入端电压的大小,以调整电动机输出功率,减少电动机的铁损和銅损。达到节能降耗的目的。

为克服负功率对IGBT模块的影响并进一步节能,系统设置了负功率处理模块,通过该模块,系统以和电网同样的频率和相位将电动机发出的电能馈送到电网中,进一步降低电机损耗。

由于IGBT是比较昂贵的器件,而且对使用条件要求比较高,必须加以保护。根据抽油机的实际特点,系统设置了过流保护、过压保护、缺相保护和温度保护,从而使系统能够更安全地运行。

智能型抽油机节能控制器具有以下的功能:

①可设置电动机的最大工作电流、空载电流和最高工作温度等参数,根据电动机工作电流的大小判断抽油机的工况。当电动机电流超过额定电流和最高工作温度超过额定工作温度时停抽油机工作,从而保护电动机。当抽油机电动机工作电流小于空载电流,认为抽油机空载,可停止抽油机工作,等待原油聚集。根据所设定的停机时间,抽油机停止工作一段时间后,控制系统自动启动抽油机,从而实现抽油机停机节能。

②断电后来电时自动延时启动时间,避免油田抽油机同时启动。

③软启动功能,减少启动对电网的冲击并节约电能。

④可根据抽油机运行的载荷工况,自动控制电机输入电压,控制抽油机电动机的输出功率,达到节能目的。

⑤独特的负功率处理功能,能有效减小电机发电所带来的影响,提高节能效果。

⑥具有数据存储和数据通信功能。通过专用数据回放卡可转储数据进行数据处理分析和绘制抽油机电能图,从而方便油田对抽油机的管理。

3 结束语

   智能型抽油机节能控制器的开发经过了样机开发和油田试验两个阶段,我们逐渐掌握了游梁式抽油机工作规律和抽油机节能控制器的关键技术,为系统投入运行奠定了基础。


 


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以上资料摘录自《自动化仪表》杂志
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