专利名称：复合式原油电脱水高压电源及其控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于原油电脱水及高电压与绝缘技术，具体的涉及一种复合式原油电脱水高压电源及其控制装置。
技术背景
原油IMC是原油加工过程中的一个重要环节，目前各油田多采用电、化学脱水方法，所加电压为工频交流或直流高压，供电方式一般有交流脱水、直流脱水和交直流脱水。随着油田进入高含水期开采阶段，各采油厂普遍应用三次采油技术。在三元复合驱油的电脱水过程中，由于加入了碱/表面活性剂/ 聚合物三元复合剂，使原油导电性增加、粘度加大，从而使原油脱水的难度增加。同时这些物质易粘附于脱水容器的绝缘拉杆上，从而导致在绝缘器件表面易发生持续时间长的稳定沿面放电，该放电的存在破坏了脱水容器内高压电场的建立，同时也增加了脱水电源的容量。原有的电脱水装置在三元复合驱油的电脱水过程中，存在控制电流大、高压电场不稳定，加药量大，控制装置经常损坏需要保护等问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，解决了以往脱水电源容量大、脱水电场不稳定及脱水电场易倒塌等问题。
上述的目的通过以下的技术方案实现
复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，其组成包括高压直流发生器、髙压脉冲发生器和控制电路，所述的高压直流发生器与高压脉冲发生器 分别连接接地端子，所述的高压直流发生器与高压脉冲发生器并联之后与高压开关连接，所述的高压开关连接高压开关驱动器，所述的高压开关驱动器与单片机控制板连接，所述的单片机控制板与高压分压器A、电流传感器及测量显示窗口连接，所述的高压分压器A、电流传感器与高压开关连接，所述的高压开关输出通过高压套管连接到脱水容器。
所述的复合式原油电脱水髙压电源及其控制装置，所述的高压直流发生器的组成为将交流电源连接整流单元，所述的整流单元连接高频逆变模块， 所述的高频逆变模块连接直流高压单元，所述的直流高压单元连接高压分压器B,所述的高频逆变模块、直流高压单元、高压分压器B分别连接到直流 高压控制器。
所述的复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，所述的高压脉冲发生器的组成为将交流电源连接调压器，所述的调压器连接高压变压器，所述的高压变压器与高压硅堆A、限流电阻和分压器C形成回路，所述的高压变压 器与高压硅堆A、限流电阻和高压可控硅形成回路，所述的高压变压器与高 压硅堆A、限流电阻和髙压电容器及高压硅堆B、电流传感器A形成回路， 所述的高压硅堆B两端引出线为输出端，所述的分压器C、高压可控硅及电流传感器A分别连接高压脉冲控制器。
本实用新型的有益效果
1. 本实用新型是一种用于复合式高压原油电脱水的供电电源装置，提出了高压直流与高压脉冲相结合的脱水供电方案在正常脱水情况下仅提供容 量较小的高压直流，并在脱水容器内建立稳定的脱水电场；当脱水容器中出 现击穿短路时控制电路自动将高压脉冲电源投入，利用高能脉冲将水链打断， 以维持脱水容器内电场的稳定。在三次采出液处理技术方面尚未发现相关技 术，利用该技术解决了以往脱水电源容量大、脱水电场不稳定及脱水电场易 倒塌等问题。
2. 采用的高压直流电源能够防瞬间短路及防串联谐振发生。
3. 能够自动检测原油脱水器中的击穿，并能自动将脉冲高压切换给脱水容器，利用高能量高压脉冲将脱水容器内的短路链打开，并根据供电电流大小判断脱水容器的绝缘状况及提供报警指示。
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附图l是本产品的结构示意图。
附图2是本产品的结构原理图
附图3是本产品高压直流发生器的控制原理图。
附图4是本产品髙压脉冲发生器的控制原理图。
具体实施方式
实施例l:
复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，其组成包括高压直流发生 器l、高压脉冲发生器2和控制电路，所述的高压直流发生器与高压脉冲发生 器分别连接接地端子25，所述的高压直流发生器与高压脉冲发生器并联之后 与高压开关3连接，所述的高压开关连接髙压开关驱动器5，所述的高压开关 驱动器与单片机控制板4连接，所述的单片机控制板与高压分压器A6、电流 传感器7及测量显示窗口 9连接，所述的高压分压器A、电流传感器与高压 开关连接，所述的高压开关输出通过高压套管10连接到脱水容器8上。
实施例2:
复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，其组成包括高压直流发生 器l、高压脉冲发生器2和控制电路，所述的高压直流发生器与髙压脉冲发生 器分别连接接地端子25,所述的高压直流发生器与高压脉冲发生器并联之后 与髙压开关3连接，所述的高压开关连接髙压开关驱动器5，所述的髙压开关 驱动器与单片机控制板4连接，所述的单片机控制板与高压分压器A6、电流 传感器7及测量显示窗口 9连接，所述的高压分压器A、电流传感器与高压 开关连接，所述的高压开关输出通过高压套管10连接到脱水容器8上。
所述的复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，所述的高压直流发生 器的组成为将交流电源连接整流单元11，所述的整流单元连接高频逆变模块 12，所述的高频逆变模块连接直流高压单元13,所述的直流高压单元连接高 压分压器B14,所述的高频逆变模块、直流高压单元、高压分压器B分别连 接到直流高压控制器15。
所述的复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，所述的高压脉冲发生 器的组成为将交流电源连接调压器16，所述的调压器连接高压变压器17，所 述的髙压变压器与高压硅堆A18、限流电阻19和分压器C20形成回路，所述的高压变压器与高压硅堆A、限流电阻和高压可控硅21形成回路，所述的高 压变压器与高压硅堆A、限流电阻和高压电容器22及髙压硅堆B23、电流传 感器A26形成回路，所述的髙压硅堆B两端引出线为输出端，所述的分压器 C、高压可控硅及电流传感器A分别连接高压脉冲控制器24。
本实用新型提出了髙压直流与髙压脉冲相结合的脱水供电方案在正常 脱水情况下仅提供容量较小的高压直流，并在脱水容器内建立稳定的脱水电 场；当脱水容器中出现击穿短路时控制电路自动将高压脉冲电源投入，利用 高能脉冲将水链打断，以维持脱水容器内电场的稳定。
该脱水电源由以下几部分组成高压直流发生器及其控制电路、高压脉 冲发生器及其控制电路、可控髙压开关。脱水容器在正常工作情况时，将高 压开关切换到高压直流电源侧，此时以较小的电源容量在脱水容器内建立稳 定的脱水电场；当脱水容器中出现水链短路或绝缘件的沿面放电时，将髙压 开关切到高压脉冲电源侧，利用高能高压脉冲将水链或沿面放电通道打断， 以保证脱水容器内电场的稳定。
图2所示，高压直流发生器和高压脉冲发生器通过绝缘子输入到高压开 关，高压开关为单刀双掷开关，内部充灭弧性SF6气体。单片机控制系统接 收到髙压启动命令后，通过输出驱动控制使高压开关投向高压直流侧，此时 负载Rx和Cx (脱水容器)被施加以直流电压，脱水开始运行。脱水运行后， 单片机控制系统根据监测负载电压的幅值，判断脱水容器内是否存在放电， 当脱水容器内存在放电时，控制系统将高压开关投向高压脉冲电源侧，并定 时启动高压脉冲电源，利用高能脉冲将脱水容器内的水链打开。
图3所示，交流电源通过D1 D4和E1构成的整流单元，将交流电源整 流成直流，在直流高压控制器作用下由G1~G4构成的全桥逆变模块将直流逆 变成高频交流，经高频变压器T1升压后，通过D5 D8构成的高频整流桥电 路整流成高压直流电源，该电源通过高压引线送给负载(脱水器)。由Rh、 Rl、 Ch、 C1构成的高压分压器B,实现对输出电压的测量，控制电路根据反 馈电压及输入的频率及电压幅值，控制开关频率及输出占空比。
图4所示，交流电源经调压器T11进行调压后，输送给升压变压器T2， 该交流高压经高压硅堆Dll整流和限流电阻Rl限流后，对高压电容器Cll 进行充电，当控制单元的充电定时完毕后，输出触发脉冲给髙压可控硅D31， 可控硅导通后在负载上形成上升沿小于lus的高压脉冲。该脉冲电压的测量 通过电阻分压器C (RH、 RL)来完成。
权利要求1.一种复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，其组成包括高压直流发生器、高压脉冲发生器和控制电路，其特征是所述的高压直流发生器与高压脉冲发生器分别连接接地端子，所述的高压直流发生器与高压脉冲发生器并联之后与高压开关连接，所述的高压开关连接高压开关驱动器，所述的高压开关驱动器与单片机控制板连接，所述的单片机控制板与高压分压器A、电流传感器及测量显示窗口连接，所述的高压分压器A、电流传感器与高压开关连接，所述的高压开关输出通过高压套管连接到脱水容器。
2. 根据权利要求l所述的复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，其 特征是所述的高压直流发生器的组成为将交流电源连接整流单元，所述的 整流单元连接高频逆变模块，所述的高频逆变模块连接直流高压单元，所述 的直流高压单元连接高压分压器B，所述的高频逆变模块、直流高压单元、 高压分压器B分别连接到直流高压控制器。
3. 根据权利要求1或2所述的复合式原油电脱水髙压电源及其控制装置， 其特征是所述的高压脉冲发生器的组成为将交流电源连接调压器，所述的 调压器连接高压变压器，所述的高压变压器与高压硅堆A、限流电阻和分压 器C形成回路，所述的高压变压器与高压硅堆A、限流电阻和高压可控硅形 成回路，所述的髙压变压器与高压硅堆A、限流电阻和高压电容器及高压硅 堆B、电流传感器A形成回路，所述的高压硅堆B两端引出线为输出端，所 述的分压器C、高压可控硅及电流传感器A分别连接髙压脉冲控制器。
专利摘要复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，原有的电脱水装置存在控制电流大、高压电场不稳定等问题。复合式原油电脱水高压电源及其控制装置，其组成包括高压直流发生器(1)、高压脉冲发生器(2)和控制电路，高压直流发生器与高压脉冲发生器分别连接接地端子(25)，高压直流发生器与高压脉冲发生器并联之后与高压开关(3)连接，高压开关连接高压开关驱动器(5)，高压开关驱动器与单片机控制板(4)连接，单片机控制板与高压分压器A(6)、电流传感器(7)及测量显示窗口(9)连接，高压分压器A、电流传感器与高压开关连接，高压开关输出通过高压套管(10)连接到脱水容器(8)上。本产品用于原油电脱水的电源及控制。
文档编号H02M3/28GK201181904SQ20082008963
公开日2009年1月14日 申请日期2008年4月1日 优先权日2008年4月1日
发明者朱宝森, 王永红, 陈庆国, 魏新劳 申请人:哈尔滨理工大学