一种网电电驱撬装泵电控装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种网电电驱撬装泵电控装置。所述装置的中压开关柜分别与电力变压器和电网线相连接，电力变压器分别与温度控制器和低压开关柜相连接，低压开关柜分别与有源滤波器和变频器相连接，变频器与变频电机相连接，PLC控制器分别与温度控制器、变频器、变频电机、撬装泵和人机界面相连接。所述的PLC控制器内的印刷电路板上装有CPU处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块和通讯模块。该装置采用了电力变压器，将中压电网电源降压到橇装泵可用的低压电，并采用了变频电机代替柴油发动机，实现对橇装泵主电机的速度扭矩控制和保护。
【专利说明】
一种网电电驱撬装泵电控装置
技术领域
[0001]本发明涉及到自动控制和油田撬装栗作业设备领域，特别涉及到一种网电电驱撬装栗电控装置。
【背景技术】
[0002]目前许多国内和国外用户对于油气田常规橇装栗驱动作业，其动力均采用的是柴油发动机驱动，随着油价不断攀升，成本不断加大，经常更换机油、空气滤等部件，使得柴油发动机在后期的使用维护成本昂贵，另外，柴油发动机的噪音、油污等严重影响了环境，也不符合当前国家对节能减排提出的要求。近几年，随着国内外各油田的电网发展，加上电网无噪音、无油污等特点，使用中压电网供电和交流变频电机为动力驱动橇装栗作业成为了可行，另外，目前国内外各大油田基本采用的是10KV、6KV和3.3KV三种中压电网电源，而且电网容量也很富裕，能够满足油田负载使用。传统的柴油发动机需要经过变速箱和分动箱实现对撬装栗的动力传输，机械损耗大，柴油燃烧后的能量转换率也很低，导致橇装栗的效率低，能耗也高。采用电动机作为橇装栗驱动动力有着巨大的优势，主要体现在电动机的机械特性完全满足橇装栗特性，电动机可以实现无极调速，后端无需增加传动箱等减速装置，动力传输效率高，可以达到92%以上。橇装栗采用的是电动机传动方式，这就需要配备变频器，变频器可以对电动机的速度和扭矩进行控制，但是，变频器在工作时存在较大的谐波，对电网会造成比较严重的谐波污染，通常变频器的谐波畸变率会达到20%以上，对电网上的其它设备容易造成干扰。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种通过中压电网输送电源，且将中压电压降压成撬装栗可用的低压电源，并采用变频器驱动撬装栗工作的网电电驱撬装栗电控装置。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
一种网电电驱撬装栗电控装置，包括中压开关柜、电力变压器、温度控制器、低压开关柜、有源滤波器、变频器、PLC控制器、变频电机、撬装栗和人机界面，所述装置的中压开关柜分别与电力变压器和电网线相连接，电力变压器分别与温度控制器和低压开关柜相连接，低压开关柜分别与有源滤波器和变频器相连接，变频器与变频电机相连接，PLC控制器分别与温度控制器、变频器、变频电机、撬装栗和人机界面相连接。
[0005]所述的PLC控制器内的印刷电路板上装有CPU处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块和通讯模块，CPU处理器分别与模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通讯模块、变频器和人机界面相连接，模拟量输入模块与调速机构相连接，数字量输入模块与温度控制器相连接，模拟量输出模块和数字量输出模块分别与撬装栗相连接。
[0006]所述的人机界面在主界面上装有栗压设定、报警与运行指示、转速显示、栗压显示、排量显示、栗冲显示、气压油压显示、给定转速显示、累计排量清零控制、累计排量显示、电机电流显示、变频电机控制和离合器控制器触摸键，参数设置界面上装有实际栗压显示、量程校准控制、零点校准控制和柱塞直径选择触摸键。
[0007]所述的电力变压器为干式变压器或油浸式变压器。所述的变频器为低压变频器。
[0008]本发明的积极效果为:
1、该装置采用了中压开关柜，实现油田井场中压电电源输送、电源控制保护和参数的实时米集显不等功能；
2、该装置采用了电力变压器，将中压电网电源降压到橇装栗所需要的400V低压电，并采用了变频电机代替柴油发动机，实现对橇装栗主电机的速度扭矩控制和保护；
3、该装置采用了有源滤波器，治理和控制了变频器对电网的谐波污染；
4、该装置具有噪声低、无油污、后期使用维护成本低等特点，满足国家提出的节能环保要求。
【附图说明】
[0009]图1、网电电驱撬装栗电控装置结构示意图；
图2、网电电驱撬装栗电控装置连接框图；
图3、PLC控制器结构示意图；
图4、人机界面主界面显示面示意图；
图5、人机界面参数设置界面显示面示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图1-5进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0011]参见图1-5，当中压开关柜I与井场的10kv、6kv或3.3kv的电网线10连接后，经电力变压器2将中压电网的电源降压至撬装栗9所能应用的400v低压电，而低压开关柜4与电力变压器2的低压侧相连接，低压开关柜4又分别与有源滤波器5和变频器6连接，变频器6通过调速机构13来调节速度，模拟量输入模块14采集调速机构13的信号传递给CPU处理器12，再由CPU处理器12进行计算后通过通讯线控制变频器6。并以调节后的速度驱动变频电机8，驱动撬装栗9运转。同时CPU处理器12进行逻辑运算后通过模拟量输出模块16和数字量模块17输入至撬装栗9中，并以调节后的速度驱动变频电机8，驱动撬装栗9运转。有源滤波器5与低压开关柜4的低压母线相连接，动态生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入到电网中，从而对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。温度控制器3用于检测电力变压器2的在线温度，当温度超过限度时，控制中压开关柜I分闸，实现对电力变压器2的保护，同时数字量输入模块15采集温度控制器3的信号传递给CPU处理器12，再由CPU处理器12进行处理后通过通讯线传递给人机界面11进行显示。通过PLC控制器7控制变频器6和变频电机8驱动撬装栗9，同时通过PLC控制器7实现对变频器6、电力变压器2、变频电机8和撬装栗9的逻辑控制和数据交互。在驱动撬装栗9之前，在人机界面11的主界面11-1上用栗压设定18设定撬装栗9的栗压，用给定转速显示25显示调速机构13设定的电机转速，使用参数设置界面11-2上的零点校准控制34对撬装栗9的栗压进行零点校准，用量程校准控制33对撬装栗9的栗压压力量程进行校准，用柱塞直径选择35选择适用直径的柱塞，各种参数设定后再启动撬装栗9。在撬装栗9运行中的各种参数如转速转速显示20、栗压显示21、排量显示22、栗冲显示23、离合器控制30、变频电机控制29、气压油压显示24、给定转速显示25、累计排量显示27和电机电流显示28均在人机界面11的主界面11-1上给出。而实际栗压显示32、量程校准控制33、零点校准控制34和柱塞直径选择35在参数设置界面11-2上给出。通讯模块31用于与其他撬装栗上的PLC控制器进行连通，从而实现多台撬装栗的串联或并联。当撬装栗9运行出现故障时，报警与运行指示19将发出报警声音，并显示运行情况。通过离合器控制30对离合器进行监控和调节，通过变频电机控制29对变频电机8进行监控和调节，通过量程校准控制33对撬装栗9的量程进行监控和调节。当撬装栗9 一个计量周期结束后，启动主界面11-1上的累计排量清零控制26使累计排量显示27上的数据清零，以便下一个计量周期启动时重新计数。
[0012]以上所述仅是发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种网电电驱撬装栗电控装置，包括中压开关柜(1)、电力变压器(2)、温度控制器 (3)、低压开关柜(4)、有源滤波器(5)、变频器(6)、PLC控制器(7)、变频电机(8)、撬装栗(9) 和人机界面(11)，其特征在于:所述装置的中压开关柜(1)分别与电力变压器(2)和电网线 (10)相连接，电力变压器(2)分别与温度控制器(3)和低压开关柜(4)相连接，低压开关柜 (4 )分别与有源滤波器(5 )和变频器(6 )相连接，变频器(6 )与变频电机(8 )相连接，PLC控制 器(7)分别与温度控制器(3)、变频器(6)、变频电机(8)、撬装栗(9)和人机界面(11)相连接。2.根据权利要求1所述的网电电驱撬装栗电控装置，其特征在于:所述的PLC控制器(7) 内的印刷电路板上装有CPU处理器(12 )、模拟量输入模块(14 )、模拟量输出模块(16 )、数字 量输入模块(15 )、数字量输出模块(17 )和通讯模块(31 )，CPU处理器(12 )分别与模拟量输入 模块(14)、模拟量输出模块(16)、数字量输入模块(15)、数字量输出模块(17)、通讯模块 (31 )、变频器(6 )和人机界面(11)相连接，模拟量输入模块(14 )与调速机构(13 )相连接，数 字量输入模块(15 )与温度控制器(3 )相连接，模拟量输出模块(16 )和数字量输出模块(17 ) 分别与撬装栗(9)相连接。3.根据权利要求1所述的网电电驱撬装栗电控装置，其特征在于:所述的人机界面(11) 在主界面(11-1)上装有栗压设定(18)、报警与运行指示(19)、转速显示(20)、栗压显示 (21)、排量显示(22)、栗冲显示(23)、气压油压显示(24)、给定转速显示(25)、累计排量清零 控制(26)、累计排量显示(27)、电机电流显示(28)、变频电机控制(29)和离合器控制器(30) 触摸键，参数设置界面(11-2)上装有实际栗压显示(32)、量程校准控制(33)、零点校准控制 (34)和柱塞直径选择(35)触摸键。4.根据权利要求1所述的网电电驱撬装栗电控装置，其特征在于:所述的电力变压器 (2)为干式变压器或油浸式变压器。5.根据权利要求1所述的网电电驱撬装栗电控装置，其特征在于:所述的变频器(6)为 低压变频器。
【文档编号】F04B17/03GK105952627SQ201610426539
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】黄勇, 陈健, 马伟, 纪丽华, 朱黄庆
【申请人】中石化石油工程机械有限公司第四机械厂