专利名称：游梁式抽油机专用节能变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力变电设备，特别是一种游梁式抽油机专用节能变压器。
目前，石油工业采油设备中，普遍应用游梁式抽油机，因其起动和运行的需要，在电动机和变压器的配置上，普遍存在″大马拉小车″的问题。究其原因，主要是在起动游梁式抽油机时，因其很大的惰、惯性，电动机起动十分困难，从而造成变压器二次侧电压的急骤下降。由于″电动机起动转矩与其电源电压的平方成正比″，故电动机起动转矩会因变压器二次侧电压急骤下降而骤减，电动机处于近似堵转状态，其起动电流巨增，而使电源电压更大幅度的下跌，这种恶性循环使设备无法进入正常工作。例如采用50KVA的变压器为37KW的电动机提供动力电源，而游梁式抽油机经起动后，在进入正常运行状态时，一般仅需10--22Kw左右的功率，故电动机和变压器的负载率偏低，浪费电能。
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种游梁式抽油机专用节能变压器，使游梁式抽油机与电动机之间、电动机与变压器之间达到功率的最佳匹配，节能降耗显著。
本实用新型是通过下述技术方案实现的游梁式抽油机专用节能变压器是由一种二次侧带抽头的油浸式调压变压器、断路器、机械式互锁装置以及传感监控器等组成。调压变压器的一次侧绕组与普通变压器相同，设有无载调压分接开关，一次侧接入交流三相6000V，二次侧三相绕组各增设一个抽头，既400V、480V。采用两个断路器投、切400V、480V两组不同电压的的电源，并用一套机械式互锁装置驱动两个断路器，以确保控制的可靠性。传感监控器能对断路器输出的电动机电源电压进行准确监控，并控制机械式互锁装置驱动两个断路器，转换游梁式抽油机专用节能变压器输出的电源电压。当起动游梁式抽油机电动机时，电动机拖动重负荷缓慢起动而起动电流急骤增大，从而迫使电源电压急骤下降，当降至传感监控器预先设定的最低电压控制值时，传感监控器就会迅速地控制机械式互锁装置在瞬间首先关断控制400V输出的正常电压断路器，立即投入控制480V输出的增高电压断路器，使电动机电源电压达到480V，由于电动机起动压降，480V的电压也下降到380V左右，这样就保证了电动机在额定电压下的额定起动转矩，确保顺利起动游梁式抽油机。当游梁式抽油机经起动将要进入正常运行状态时，电动机的电源电压迅速回升，当回升到传感监控器预先设定的最高电压控制值时，传感监控器就会迅速地控制机械式互锁装置在瞬间首先关断控制480V输出的增高电压断路器，立即投入控制400V输出的正常电压断路器，使电动机电源电压达到400V，经过上述的自动控制过程，使游梁式抽油进入了正常运行。在这里特别指出，机械式互锁装置可采用国内市场上现有的电磁驱动式和与其配套的传感控制器的正规产品，而不能采用电动机驱动式产品，因为电动机驱动式执行速度不如电磁驱动式执行速度快。以上所述的两个断路器在机械式互锁装置控制下进行切换时，电动机电源会瞬间断电，但是由于电动机在瞬间断电时，仍在高速旋转，其自身产生的感应电动势在瞬间正好补充了瞬间的断电，故电源的瞬间断电并不会影响电动机及其控制电器的正常工作。
本实用新型的最大优点是能使现有游梁式抽油机供电变压器的容量减小40％，同时可使应用游梁式抽油机专用节能变压器供电的游梁式抽油机配置的电动机功率减小20％。而游梁式抽油机、电动机以及游梁式抽油机专用节能变压器都能够非常安全、可靠地正常运行。例如一台游梁式抽油机原来用一台50KVA的变压器为其配置的37KW电动机供电，如果采用游梁式抽油机专用节能变压，只需用一台30KVA的就可替换原机配置的50KVA的供电变压器，与此同时还可用28--30KW的电动机替换原机配置的37KW电动机，而且能保证油井的正常生产。综上所述，经保守测算，一台30KVA的游梁式抽油机专用节能变压器，可使每口油井年节能降耗，折合人民币5000--80000元。
以下结合附图进一步说明。
附
图1是游梁式抽油机专用节能变压器电路原理示意图，附图2是油浸式调压变压器电路示意图。
附图注解1.游梁式抽油机专用节能变压器，2.油浸式调压变压器，3.增高电压断路器，4.正常电压断路器，5.机械式互锁装置，6.传感监控器，7.控制保护开关柜，8.电动机，9.游梁式抽油机，10.无载调压分接开关。
如附图1所示的游梁式抽油机专用节能变压器(1)，其油浸式调压变压器(2)的内部电路见附图2所示。它的一次侧绕组与普通变压器相同，设有无载调压分接开关(10)，以便在高压一次侧调整变压器的输出电压。一次侧从A.B.C端接入交流三相6000V，二次侧三相绕组各增设一个抽头，其中a.b.c端输出480V电压，a′.b′.c′端输出400V电压。a′.b′.c′端分别接在正常电压断路器(4)的输入接线端上，a.b.c.端分别接在增高电压断路器(3)的输入接线端上。正常电压断路器(4)和增高电压断路器(3)的6个输出接线端″同相并联″后，引出三条电源相线，接入控制保护开关柜(7)的输入端，其输出端连接在电动机(8)的电源接线端上，电动机(8)用传动带连接游梁式抽油机(9)，为其提供动力。
传感监控器(6)的三个传感元件分别套装在增高电压断路器(3)、正常电压断路器(4)的6个输出接线端同相并联后引出的三条电源相线上，其检测出的相对电压值送入传感监控器(6)，传感监控器(6)依据预先设定的最高、最低电压控制值，按设定的程序分别控制机械式互锁装置(5)内置的两个电磁铁线圈的电源通、断，从而使机械式互锁装置(5)联动增高电压断路器(3)和正常电压断路器(4)实现和完成电源电压的转换。控制保护开关柜(7)是抽油机原配置的设备，使用它如常规控制电动机(8)一样，即方便，又能监控、防止电动机(9)和游梁式抽油机专用节能变压器(1)的过流和缺(断)相，从而确保电器设备的安全。
若启游梁式抽油机(9)，首先需用控制保护开关柜(7)起动电动机(8)，电动机(8)开始拖动游梁式抽油机(9)，在重负荷下，电动机(8)的起动电流瞬时达到正常工作电流值的7--10倍，故游梁式抽油机专用节能变压器(1)输出的400V电源电压急骤下降，当降至传感监控器(6)预先设定的最低电压控制值(300V)时，传感监控器(6)就会迅速地控制机械式互锁装置(5)在瞬间首先关断控制400V输出的正常电压断路器(4)，立即投入控制480V输出的增高电压断路器(3)，使电动机(8)的电源电压达到480V，由于电动机(8)的起动压降，480V的电压又被降至380V左右，这样就保证了电动机(8)在额定电压下的额定起动转矩，确保顺利起动游梁式抽油机(9)。当游梁式抽油机(9)经起动并将进入正常运行状态时，电动机(8)的电源电压迅速回升，当回升到传感监控器(6)预先设定的最高电压控制值(390V)时，传感监控器(6)就会迅速地控制机械式互锁装置(5)在瞬间首先关断控制480V输出的增高电压断路器(3)，立即投入控制400V输出的正常电压断路器(4)，使电动机(8)的电源电压降回到400V，由于电动机(8)工作压降，400V的电压完全能保证在380V以上，经过上述的自动控制过程，使游梁式抽油进入了正常运行。传感监控器(6)和机械式互锁装置(5)内，都设置了抗干扰电路和机械式闭锁装置，以防止机械式互锁装置(5)误动，同时还能防止因电源电压波动而可能造成电动机(8)经起动进入正常运行后的再一次转换投切等问题，确保游梁式抽油机专用节能变压器(1)在控制保护开关柜(7)的控制下，只能在切断电动机(8)电源后，才能再次为电动机(8)提供起动电源，从而循环上述的起动程序。
游梁式抽油机专用节能变压器(1)的油浸式调压变压器(2)的一次侧可根据油井供电系统电压等级而选定，如选择6.0KV、6.3KV、10KV或35KV均可。油浸式调压变压器(2)二次侧输出的额定电压可根据用户的需要，选择380V、600V或1140V。当油浸式调压变压器(2)的二次侧电压选择在1000V以上时，增高电压断路器(3)和正常电压断路器(4)应选用真空开关器件。
断路器(3.4)、机械式互锁装置(5)以及传感监控器(6)在国内市场上都能买到厂家配套、正规的产品，所以在上述说明中，不再详述。
游梁式抽油机专用节能变压器(1)的增高电压断路器(3)和正常电压断路器(4)也可采用交流接触器或可控硅元件。同时根据可控硅的特性，可以对油浸式调压变压器(2)二次侧输出的电源电压实施连续平滑调整的技术方案。
权利要求1.游梁式抽油机专用节能变压器是由一种二次侧带抽头的油浸式调压变压器、断路器、机械式互锁装置以及传感监控器等组成，调压变压器的一次侧绕组与普通变压器相同，设有无载调压分接开关，二次侧三相绕组各增设一个抽头，采用两个断路器投、切两组不同电压的的电源，并用一套机械式互锁装置驱动两个断路器，以确保控制的可靠性，传感监控器能对断路器输出的电动机电源电压进行准确监控，并控制机械式互锁装置驱动两个断路器，转换游梁式抽油机专用节能变压器输出的电源电压。
2.按权利要1所述的游梁式抽油机专用节能变压器，其特征是油浸式调压变压器(2)的二次侧三相绕组各增设一个抽头，其中a.b.c端输出480V电压，a′.b′.c′端输出400V电压。a′.b′.c′端分别接在正常电压断路器(4)的输入接线端上，a.b.c.端分别接在增高电压断路器(30的输入接线端上，正常电压断路器(4)和增高电压断路器(3)的6个输出接线端同相并联后引出三条电源相线，供给电动机(8)作电源。
3.按权利要1所述的游梁式抽油机专用节能变压器，其特征是游梁式抽油机专用节能变压器(1)的油浸式调压变压器(2)一次侧可根据油井供电系统电压等级而选定，选择6.0KV、6.3KV、10KV或35KV均可，油浸式调压变压器(2)的二次侧电压可根据用户的需要，选择380V、600V或1140V
4.按权利要1所述的游梁式抽油机专用节能变压器，其特征是当油浸式调压变压器(2)二次侧电压选择在1000V以上时，增高电压断路器(3)和正常电压断路器(4)应选用真空开关器件。
5.按权利要1所述的游梁式抽油机专用节能变压器，其特征是增高电压断路器(3)和正常电压断路器(4)也可采用交流接触器或可控硅元件。
专利摘要游梁式抽油机专用节能变压器,可使游梁式抽油机与电动机之间、电动机与变压器之间达到功率的最佳匹配,节能降耗显著。游梁式抽油机专用节能变压器最大的优点是:可使游梁式抽油机原配置的供电变压器容量及原配置的电动机功率同时减少30%以上,节能降耗效果显著,使用安全、方便。
文档编号H01F27/42GK2518200SQ01263830
公开日2002年10月23日 申请日期2001年9月12日 优先权日2001年9月12日
发明者汪景营 申请人:汪景营, 胜利油田胜大集团总公司