专利名称：油田电力系统自动同步补偿装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田电力系统自动同步补偿装置。
据统计国内各大、中油田电力消耗的75～80%为驱动各种注水泵、输油泵和抽油机的配套电动机所占用，而这些电机目前几乎全是使用感应式异步电动机。由于异步电动机的自身功率因数较低，加之，其负荷运行状态欠合理，因而造成油田0.4KV电压级网络的自然功率因数降低，从而产生一系列的不良后果加剧了目前供电紧张状态，降低了电网供电电压水平;增加了输变电系统的网损;减少了电网的负荷能力。
目前油田电网采用较多的无功补偿技术可分二种一是在负荷区采用一次或分组投切补偿电容的措施;二是在电站或大型变配电所采用调相机。前者需要专项投资，若无自动投切装置，则经常会出现过补偿或欠补偿，对电网不仅无益，反而有害;后者局限性太大，初投资太高，维护人员需要有足够的专业知识，因而不适用于中、小容量的0.4KV电压级的变配电所实施。
作为现有技术的CN87207705描述了利用电容器的优化运行装置，用投切电容器的方法提高高压电网的功率因数，它需要一套补偿电容器和自动投切装置，因此增加了投资。二个美国专利US4，482，857和US3，145，332分别描述了调整发电机励磁而改善功率因数的方法，但发电机仅具有改善功率因数的一种功能，也不向电网输送无功功率如US4，482，857。
本发明的目的在于提供一种Q值自动跟踪同步补偿装置，实现就地补偿，使得油田内传输距离很远的低压输电线路中流过的无功电流最小。
本发明目的是这样达到的提供一种油田电力系统自动同步补偿装置，该装置内带有随机调节励磁系统且能驱动生产机械的二个以上的同步电动机、自动检测环节、跟踪调节系统、电流输出、转角控制器环节及励磁装置等。该自动检测环节根据电网的运行状态经与给定值比较后，经数据处理实现在线检测并输出调节指令，跟踪调节系统接收上述指令后通过电流输出环节，转角变换器自动调节励磁系统，从而改变同步机的运行状态，确保电网所需无功值得以全补偿。
以下结合附图对本发明进行详细说明。
附
图1为本发明装置的一次系统图;附图2是自动同步补偿装置方框图;附图3为自动检测环节接线图;附图4是跟踪调节系统的部分接线图。
从附图1可见;AD1，AD2为异步机，SD1和SD2为同步电动机，CT、PT为电流和电压互感器、同步电动机、异步机并不限于图示的二台，视现场情况台数有所不同。
附图2表示本发明的同步补偿装置，其中，ABB为联邦德国BELUK公司生产的功率因数控制继电器，结合附图3和附图4可以较清楚地理解本发明;附图3是本发明自动检测环节接线图，其中，ABB上的K、L、L1、L2、L3、A、1、2、3、4、5、6、N为该继电器端子排上的编号，该继电器构成本发明的自动检测环节，其中，K，L连接电流互感器CT的二次线圈，L3和L2连接电压互感器PT的二次线圈，KK为主令开关触头，它控制该继电器的电源，ZJ是该环节的保护继电器，1、2、3、4、5、6为6个指令输出端，N为中线。根据电网的运行状态，输出端(1～6)可以输出不同的指令，该指令是开关信号，RD为起保护作用的熔断器。为了方便，用附图4表示出跟踪调节系统的部分接线，HMa为220V电源母线，KM1接ABB的输出端子1、KM2接ABB的输出端子2，同样的接线组可达6组(即对应ABB的6个输出，附图中只画出两组)，B1为接同步电动机端子板，RD为熔断器，CK为手动开关，中间继电器2ZJ，时间继电器1HJ、2HJ可控制电流输出，转用变换器环节。转角变换器采用一熔量瓷盘电位器，上面装有一台步进电机。在ABB的指令控制下，步进电机改变换角的大小，使得动触点和静触点之间的电压值改变。当转角变换器改变工作位置时，电子励磁绕组的阻抗为常数，于是，励磁电流相应变化，构成电流输出环节。当ABB的指令到达相应的输入端后，时间继电器，中间继电器工作，转角变换器变化工作位置，改变励磁电流，从而改变同步电动机的无功功率输出。一个单元只接收一个指令，并控制一台同步机的励磁，两个以上的单元可接收二个以上的指令并控制两台以上同步电动机的励磁。各个同步机的励磁调整由ABB控制，这将用优化网络运转。以给定值的方式输入ABB，不同的同步机无功输出的组合构成不同的无功补偿。附图4A1端点接自调整环节，它采用电压继电器原理，当系统出现过电压或欠电压时，相应提供相位相反的修正电压，以阻尼系统出现的振荡过程，这一技术方案将另案申请。
利用本发明装置时，原励磁绕组不变，但在励磁绕组与励磁电源之间加接本发明的调节系统，一般100KW上下的同步电动机只需一个小型配电箱大小的控制装置。
在本技术解决方案中，时间继电器用来实现组与组之间切换时，按照运行需要人为确定的时间执行，一则是避免前组放电未完，而后组接入，造成瞬间过电压，危及用电设备安全再则是躲开大容量电机的起动电励冲击，以确保整个励磁系统的安全运行。
电压继电器是过压保护环节，当系统一旦出现过电压时，其线圈被激磁，衔铁动作，其常开触点、常闭触点相应动作，驱动下属环节断开与母线的连接，从而切断电流。
本发明采用带有随机调节励磁系统的且能驱动生产机械的同步电动机，它既能向系统输出导前或滞后的适量无功值;又能由转子轴向生产机械提供机械力，以驱动油田注水泵、输油泵或其它生产机械，即本发明能将同步机的单一功能变为双功能并实现随机调节。
采用本发明可以确保各大、中型油田的注水站、输油站和其它类似的异步电动机集中的负荷区的电网容量开发出20～30%，为新增用电负荷供电，相当于将原电网增容20～30%。按照黑龙江省电力工业局规定，用户申请增容1KW，需缴纳增容费1950元，估算全国油田加上主要的大、中型企、事业单位每年可取得4亿元左右的经济效益，从而缓解目前供电紧张状态，保证原油产量持续稳产高产，其社会效益自然更为显著。
本发明装置显然不仅限于油田电力系统，并且其调节方式可手功，自动时可无人值守。
权利要求
1.一种油田电力系统自动同步补偿装置，包括自动检测环节、励磁装置、同步电动机；其特征在于具有跟踪调节系统和电流输出转角变换器环节，自动检测环节，根据电网的运行状态经与给定值比较后，经数据处理输出调节指令，跟踪调节系统接收上述指令后通过电流输出、转角变换器环节自动调节励磁系统，改变同步机的运行状态。
2.根据权利要求1所述的补偿装置，其特征在于自动检测环节是功率因数控制继电器ABB。
3.根据权利要求1所述的补偿装置，其励磁装置的特征在于它包括电流输出、转角变换器环节。
4.根据权利要求1所述的补偿装置，其中同步电动机的特征在于借助励磁电流的跟踪调节，可相应呈现容性、感性和组性三种不同的运行状态，从而输出数值、相位均不相同的无功值，此时同步机是换向器变动后的同步机，输出生产机械所需要的机械功率，又由电源接线输出系统所需的无功负荷。
全文摘要
一种油田电力系统自动跟踪补偿装置。在由自动检测环节，跟踪调节系统，励磁装置，同步电动机的作用下，确保电网所需的无功值得以全补偿。
文档编号G05F1/70GK1047422SQ9010201
公开日1990年11月28日 申请日期1990年4月11日 优先权日1990年4月11日
发明者戴超仁, 王淑民 申请人:戴超仁, 吴书田