油田注水用恒压自动控制系统及其方法_3

文档序号:9468259阅读:来源:国知局
,合上第二接触器KM2,使逆变装置5短时控制变频异步电机11运行,达到短时为注水系统提供水压的目的,维持油田的正常运行,降低由于永磁同步电机10或其对应水泵12损坏而造成的经济损失。
[0032]控制装置9通过压力传感器反馈的压力值与设定压力值进行比较,控制水压的调节。在本发明具体实施例中,控制装置9采用PLC (可编程逻辑控制器),当然执行处理控制功能的PLC还可以是中央处理器(CPU)、嵌入式处理器、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、单片机、片上系统(S0C)、可编程逻辑器件,以及本技术领域内所公知的任意其他形式的具有控制、处理功能的器件。由于油田注水系统的注水量随开采状况的变化需要经常进行调整,依此发明自动控制系统利用PLC中的压力传感器对输出的水压进行监测,并将监测到的水压值反馈给PLC,通过PLC将反馈水压值与设定水压值进行对比,从而控制逆变装置5对永磁同步电机10进行调速,改变水泵12的输出压力,达到注水量调节的目的。采用PLC的控制装置9可以根据压力传感器反馈的压力值自动调整逆变装置5的输出及软启装置7的启停,无需人工干预,大大降低了工人的劳动强度,提高了系统的实时性。
[0033]永磁同步电机10采用高性能的永磁材料作为磁极转子,其具有效率高、噪音小、温升低、调速范围宽等优点,并简化了电机的结构,提高了电机的磁能储量。由于稀土永磁材料的固有特性,这种永磁同步电机10在25%?120%的额定功率范围内均能保持较高的效率和功率因数,从而在轻载运行时节能效果更为明显,更适宜作为压力调零泵使用。与同功率的普通异步电机相比较,永磁同步电机10体积小、重量轻、运行更可靠。同时,其额定效率较普通异步电机提高3%?5%,平均节电率在10%以上。另外,永磁同步电机10采用F级绝缘,可长期不间断运行,避免了由于温升问题频繁倒泵的麻烦。本发明具体实施例采用变频异步电机11替代普通异步电机进行水压调节,能够正常运行于变频工况,降低或消除变频装置dv/dt值对电机绝缘的影响,较之普通异步电机进一步提高了系统的适应性和可靠性。当油田进行注水水压调节时,控制装置9读取来自于水泵12的水压值,通过将水压值与设定压力值进行比较,控制逆变装置5调节永磁同步电机10,或控制软启装置7调节变频异步电机11。
[0034]当来自于水泵12的水压值低于设定压力值时,控制装置9通过逆变装置5对永磁同步电机10进行加速调节,以提升水压。若永磁同步电机10的转速达到额定时,水压值未达到设定压力值,仍不能满足注水要求,则控制装置9控制软启装置7启动变频异步电机11,在变频异步电机11正常运行后,控制装置9根据水泵12的水压值进行永磁同步电机10的转速调节,以满足注水压力的需要。
[0035]当来自于水泵12的水压值高于或等于设定压力值时,控制装置9通过逆变装置5对永磁同步电机10进行减速调节,以减小水压。若永磁同步电机10的转速达到最低时,水压值未达到设定压力值,仍不能满足注水要求,则控制装置9控制软启装置7软停变频异步电机11。在变频异步电机11停止后,控制装置9根据水泵12的水压值进行永磁同步电机10的转速调节,以满足注水压力的需要。
[0036]如附图4和附图6所示,输出隔离转换装置8进一步包括第一接触器KMl和第二接触器KM2,第一接触器KMl连接于滤波装置6与永磁同步电机10之间,第二接触器KM2连接于滤波装置6与变频异步电机11之间。输入隔离开关3进一步包括第三接触器KM3和第四接触器KM4。当永磁同步电机10或其对应的水泵12出现故障时,第一接触器KMl分闸,第二接触器KM2合闸,利用逆变装置5控制变频异步电机11进行水泵12注水压力的调节。此时,输入隔离开关3中与软启装置7前端对应的第四接触器KM4处于分闸状态。
[0037]作为本发明一种较佳的具体实施例,逆变装置5进一步通过矢量控制方式驱动永磁同步电机10运行,并进一步通过电压/频率变换控制方式驱动变频异步电机11运行。
[0038]一种油田注水用恒压自动控制方法的具体实施例,油田注水用恒压自动控制系统包括逆变装置5、软启装置7、控制装置9、永磁同步电机10和变频异步电机11,油田注水用恒压自动控制方法包括以下步骤:
当油田进行注水水压调节时,控制装置9读取来自于水泵12的水压值,通过将水压值与设定压力值进行比较,控制逆变装置5调节永磁同步电机10,或控制软启装置7调节变频异步电机11,改变水泵12的输出压力,实现注水量的自动调节。
[0039]当来自于水泵12的水压值小于设定压力值时,控制装置9通过逆变装置5对永磁同步电机10进行加速调节。若永磁同步电机10的转速达到额定时,水压值仍不能满足注水要求,则控制装置9控制软启装置7启动变频异步电机11。在变频异步电机11正常运行后,控制装置9根据水泵12的水压值进行永磁同步电机10的转速调节,以满足注水压力的需要。
[0040]当来自于水泵12的水压值大于或等于设定压力值时,控制装置9通过逆变装置5对永磁同步电机10进行减速调节。若永磁同步电机10的转速达到最低时,水压值仍不能满足注水要求,则控制装置9控制软启装置7软停所述变频异步电机11。在变频异步电机11停止后,控制装置9根据水泵12的水压值进行永磁同步电机10的转速调节,以满足注水压力的需要。
[0041]油田注水用恒压自动控制系统还包括整流装置4、滤波装置6和输出隔离转换装置8。整流装置4将外部的三相交流电网2输出的交流电压变换成直流电压,同时向逆变装置5传输来自于三相交流电网2的能量。逆变装置5将整流装置4传输来的直流电压逆变为交流电,并通过滤波装置6进行滤波处理,再通过输出隔离转换装置8传送至永磁同步电机10或变频异步电机11使用。软启装置7对变频异步电机11进行软启或软停操作。
[0042]当永磁同步电机10或其对应的水泵12出现故障时,断开滤波装置6与永磁同步电机10之间的连接,连接滤波装置6与变频异步电机11之间的通路,断开外部的三相交流电网2与软启装置7之间的连接,通过逆变装置5控制变频异步电机11进行水泵12注水压力的调节。
[0043]通过实施本发明具体实施例描述的油田注水用恒压自动控制系统及其方法,能够达到以下技术效果:
(I)本发明具体实施例描述的技术方案通过采用恒压自动控制方式极大地降低了现场工人的劳动强度和人力成本,注水量调节实时性好,克服了现有技术不能及时有效地对注水量进行调节导致实际油田注水站都存在额定流量与实际流量不相匹配的技术问题;
(2)本发明具体实施例描述的技术方案采用永磁同步电机和变频异步电机按照不同情况分别启动控制,两者之间有效配合、无缝衔接,不仅能让电机及时地运行在高效点,有效地节约能源,还能延长电机的寿命,提高系统的可靠性;
(3)本发明具体实施例描述的技术方案通过软启装置对变频异步电机进行软启或软停操作,并通过逆变装置对永磁同步电机进行调速,能够有效避免电机启动,以及电机切换过程中对电网产生的切换冲击,并能够极大地提高能源利用率;
(4)本发明具体实施例描述的技术方案采用永磁同步电机和变频异步电机分不同情况启动,一般情况下运行永磁同步电机,特殊情况下运行变频异步电机,能够极大地降低运行噪音,同时由于采用工作频率可调的变频异步电机,因此进一步降低了自身噪音,并明显提高了工作效率;
(5)本发明具体实施例描述的技术方案采用永磁同步电机和变频异步电机,在其中一个电机或相应的水泵出现故障时,立即无缝切换至另一电机,极大地提高了系统的安全性和可靠性。
[0044]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0045]以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1