油田注水泵無擾切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種油田注水栗的控制裝置，可實(shí)現(xiàn)變頻器與市電的同步無擾切換，屬于油田設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]注水采油是我國油田普遍采用的采油方式，隨著油田注水質(zhì)量要求的不斷提高，變頻調(diào)速技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各大注水站?，F(xiàn)有的變頻恒壓注水系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)是，注水栗由變頻器軟啟動后一般不能自動切換到市電，有的雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換，切換時(shí)卻無法保證變頻器的輸出電壓與市電具有相同的相位，這樣不僅會對電網(wǎng)產(chǎn)生大電流沖擊，影響電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，而且還會對設(shè)備造成嚴(yán)重傷害，縮短設(shè)備的使用壽命。因此有必要對現(xiàn)有的變頻恒壓注水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種油田注水栗無擾切換裝置，以避免注水系統(tǒng)對電網(wǎng)造成沖擊，延長設(shè)備的使用壽命。
[0004]本實(shí)用新型所述問題是以下述技術(shù)方案解決的:
[0005]一種油田注水栗無擾切換裝置，構(gòu)成中包括控制中心、變頻器和與每個(gè)注水栗相對應(yīng)的啟停開關(guān)、軟啟動接觸器和市電接觸器，每個(gè)注水栗通過對應(yīng)市電接觸器的主觸點(diǎn)與電網(wǎng)連接并通過對應(yīng)軟啟動接觸器的主觸點(diǎn)接變頻器的輸出端，每個(gè)軟啟動接觸器和市電接觸器的控制線圈接控制中心，注水栗的啟停開關(guān)及各接觸器的輔助常開觸點(diǎn)輸出的開關(guān)信號接控制中心，所述變頻器與控制中心之間通過通信電纜連接。
[0006]上述油田注水栗無擾切換裝置，所述控制中心包括CPU、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器和切換儀，所述切換儀通過模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器與CPU相連，切換儀的R、T、W、U引腳分別接變頻器的R、T、W、U引腳；所述模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器的IIN-與IIN+引腳之間接油田注水壓力信號，其1UT-與1UTl引腳分別接變頻器的11和Cl引腳；各注水栗的啟停開關(guān)及各接觸器的輔助常開觸點(diǎn)所輸出的開關(guān)信號分別接CPU的不同輸入端口 ；所述CPU的X21、X20、Yl和YO端口分別接變頻器的Y5C、30C、X8和FWD引腳；每個(gè)注水栗的軟啟動接觸器和市電接觸器的控制線圈分別接CPU的不同輸出端口。
[0007]上述油田注水栗無擾切換裝置，每個(gè)注水栗的軟啟動接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)與該注水栗的市電接觸器的控制線圈串聯(lián)連接；每個(gè)注水栗的市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)與該注水栗的軟啟動接觸器的控制線圈串聯(lián)連接。
[0008]上述油田注水栗無擾切換裝置，所述變頻器與電網(wǎng)之間、每個(gè)注水栗的市電接觸器的主觸點(diǎn)與電網(wǎng)之間均串接隔離開關(guān)和斷路器。
[0009]本實(shí)用新型的控制中心可通過變頻器實(shí)時(shí)檢測注水栗軟啟動后的電壓相位并將其與市電相位進(jìn)行比較，只有當(dāng)二者的差值小于設(shè)定值時(shí)才進(jìn)行切換，這樣不僅有效避免了對電網(wǎng)造成的沖擊，而且減小了切換過程對設(shè)備造成的傷害，從而延長了設(shè)備的使用壽命O
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是本實(shí)用新型的電原理圖；
[0012]圖2是控制中心的電原理圖。
[0013]圖中各標(biāo)號為:U1、控制中心，CPU、微處理器，AD/DA、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器，RQH、切換儀，VVVF、變頻器，Ml?M4、第一注水栗?第四注水栗，QSl?QS5、第一隔離開關(guān)?第五隔離開關(guān)，QFl?QF5、第一斷路器?第五斷路器，KMl?KM4、第一注水栗軟啟動接觸器?第四注水栗軟啟動接觸器，KMla?KM4a、第一注水栗軟啟動接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)?第四注水栗軟啟動接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)，KMlb?KM4b、第一注水栗軟啟動接觸器的輔助常開觸點(diǎn)?第四注水栗軟啟動接觸器的輔助常開觸點(diǎn)，KM5?KM8、第一注水栗市電接觸器?第四注水栗市電接觸器，KM5a?KM8a、第一注水栗市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)?第四注水栗市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)，KM5b?KM8b、第一注水栗市電接觸器的輔助常開觸點(diǎn)?第四注水栗市電接觸器的輔助常開觸點(diǎn)，F(xiàn)U、熔斷器，Kl?K4、第一注水栗啟停開關(guān)?第四注水栗啟停開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參看圖1和圖2，本實(shí)用新型包括控制中心Ul(控制中心Ul包括CPU、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD/DA和切換儀RQH)、變頻器VVVF、隔離開關(guān)(圖1中給出了五個(gè)隔離開關(guān)，即第一隔離開關(guān)QSl?第五隔離開關(guān)QS5)、斷路器(圖1中給出了五個(gè)斷路器，即第一斷路器QFl?第五斷路器QF5)、軟啟動接觸器(圖1中給出了四個(gè)軟啟動接觸器，即第一注水栗軟啟動接觸器KMl?第四注水栗軟啟動接觸器KM4)、市電接觸器(圖1中給出了四個(gè)市電接觸器，SP第一注水栗市電接觸器KM5?第四注水栗市電接觸器KM8)、熔斷器FU、注水栗啟停開關(guān)(圖1中給出了四個(gè)注水栗啟停開關(guān)，即第一注水栗啟停開關(guān)Kl?第四注水栗啟停開關(guān)K4)。
[0015]本實(shí)用新型是對普通變頻恒壓注水系統(tǒng)的全自動化升級，實(shí)現(xiàn)了注水栗由變頻器拖動到市電工頻拖動的自動切換。由于切換電流小于電動機(jī)額定電流的5%，對電網(wǎng)、水栗運(yùn)行均監(jiān)測不到擾動現(xiàn)象，所以稱為無擾切換。
[0016]—臺無擾切換裝置可控制多臺注水栗中的任一臺(圖1和圖2給出的無擾切換控制器可以控制4臺栗，具體實(shí)施時(shí)最多可以拖動8臺栗)，現(xiàn)在以第一注水栗Ml為例說明無擾切換的運(yùn)行步驟:
[0017]首先在控制中心Ul中設(shè)定好注水壓力值，啟動系統(tǒng)運(yùn)行。在系統(tǒng)設(shè)定壓力值大于實(shí)際壓力值的情況下，按第一注水栗啟停開關(guān)K1，第一注水栗Ml允許運(yùn)行信號送到CPU的X2 端口，在 CPU 的 X0、X1、X3、X6、Xll 端口都沒有信號，即 KMU KM2、KM3、KM4 和 KM5 沒有吸合，四臺注水栗都沒有變頻運(yùn)行而且第一注水栗Ml也沒有工頻運(yùn)行的情況下，CPU通過Y4端口輸出控制信號，使KMl吸合，KMl吸合后CPU的XO端口出現(xiàn)信號。CPU檢測到XO端口的信號后保持Y4端口的信號，然后命令YO端口輸出運(yùn)行命令、Yl端口不輸出信號。變頻器VVVF收到CPU發(fā)出的運(yùn)行命令后開始運(yùn)行，使第一注水栗Ml變頻運(yùn)行。第一注水栗Ml變頻運(yùn)行后，由于設(shè)定壓力值大于實(shí)際壓力值，CPU控制模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD/DA的1ut端子輸出的變頻器頻率信號增加，直至1ut輸出信號等于20mA為止。此時(shí)變頻器頻率到達(dá)50HZ，變頻器VVVF輸出一個(gè)“頻率到達(dá)50HZ”的信號給CPU的X21端口，CPU收到該信號后，發(fā)出一個(gè)允許切換儀RQH運(yùn)行的命令。切換儀RQH收到這個(gè)命令即開始對變頻器的輸出電壓和市電電壓進(jìn)行比較，因?yàn)樽冾l器輸出的是PWM波，在與市電電壓進(jìn)行比較前必須對變頻器的輸出電壓進(jìn)行整理，我們通過取樣電路取樣隔離后，通過反相識別、波形整理、積分電路得到一個(gè)近似的正弦波信號和市電電壓信號比較。比較過零點(diǎn)、比較相位差、比較電壓的波峰、波谷。當(dāng)CPU檢測到兩個(gè)信號的相位差小于5°而且處于過零點(diǎn)、電壓的峰值在正常范圍內(nèi)時(shí)，輸出無擾切換命令。
[0018]對于第一注水栗Ml來說，無擾切換命令出現(xiàn)后，CPU的Y4、Y0端口停止輸出信號，變頻器VVVF停機(jī)，KMl釋放而CPU的Yl端口輸出信號，封鎖變頻器VVVF輸出，CPU的XO端口無信號輸入。KMl釋放后，CPU命令Υ5端口輸出信號，使ΚΜ5吸合，于是CPU的Xl端口有信號輸入，第一注水栗Ml完成了由變頻器VVVF拖動到市電拖動的切換。
[0019]第一注水栗Ml切換完畢后，系統(tǒng)等待下一臺注水栗的啟動命令。
[0020]在CPU的控制下，無擾切換時(shí)間小于300ms，切換電流小于電動機(jī)額定電流的5%，比水栗空載工頻啟動對電網(wǎng)的沖擊要小很多，所有水栗都可以帶負(fù)荷啟動、切換，啟動過程對水栗的機(jī)械沖擊不大，對電網(wǎng)的影響也非常小。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油田注水栗無擾切換裝置，其特征是，它包括控制中心(U1)、變頻器(VVVF)和與每個(gè)注水栗相對應(yīng)的啟停開關(guān)、軟啟動接觸器和市電接觸器，每個(gè)注水栗通過對應(yīng)市電接觸器的主觸點(diǎn)與電網(wǎng)連接并通過對應(yīng)軟啟動接觸器的主觸點(diǎn)接變頻器(VVVF)的輸出端，每個(gè)軟啟動接觸器和市電接觸器的控制線圈接控制中心(U1)，注水栗的啟停開關(guān)及各接觸器的輔助常開觸點(diǎn)輸出的開關(guān)信號接控制中心(U1)，所述變頻器(VVVF)與控制中心(U1)之間通過通信電纜連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田注水栗無擾切換裝置，其特征是，所述控制中心(U1)包括CPU、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器(AD/DA)和切換儀(RQH)，所述切換儀(RQH)通過模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器(AD/DA)與CPU相連，切換儀(RQH)的R、T、W、U引腳分別接變頻器(VVVF)的R、T、W、U引腳；所述模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器(AD/DA)的IIN-與IIN+引腳之間接油田注水壓力信號，其1UT-與10UT1引腳分別接變頻器(VVVF)的11和C1引腳；各注水栗的啟停開關(guān)及各接觸器的輔助常開觸點(diǎn)所輸出的開關(guān)信號分別接CPU的不同輸入端口 ；所述CPU的X21、X20、Y1和Y0端口分別接變頻器(VVVF)的Y5C、30C、X8和FWD引腳；每個(gè)注水栗的軟啟動接觸器和市電接觸器的控制線圈分別接CPU的不同輸出端口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種油田注水栗無擾切換裝置，其特征是，每個(gè)注水栗的軟啟動接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)與該注水栗的市電接觸器的控制線圈串聯(lián)連接；每個(gè)注水栗的市電接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)與該注水栗的軟啟動接觸器的控制線圈串聯(lián)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油田注水栗無擾切換裝置，其特征是，所述變頻器(VVVF)與電網(wǎng)之間、每個(gè)注水栗的市電接觸器的主觸點(diǎn)與電網(wǎng)之間均串接隔離開關(guān)和斷路器。
【專利摘要】一種油田注水泵無擾切換裝置，構(gòu)成中包括控制中心、變頻器和與每個(gè)注水泵相對應(yīng)的啟停開關(guān)、軟啟動接觸器和市電接觸器，每個(gè)注水泵通過對應(yīng)市電接觸器的主觸點(diǎn)與電網(wǎng)連接并通過對應(yīng)軟啟動接觸器的主觸點(diǎn)接變頻器的輸出端，每個(gè)軟啟動接觸器和市電接觸器的控制線圈接控制中心，注水泵的啟停開關(guān)及各接觸器的輔助常開觸點(diǎn)輸出的開關(guān)信號接控制中心，所述變頻器與控制中心之間通過通信電纜連接。本實(shí)用新型的控制中心可通過變頻器實(shí)時(shí)檢測注水泵軟啟動后的電壓相位并將其與市電相位進(jìn)行比較，只有當(dāng)二者的差值小于設(shè)定值時(shí)才進(jìn)行切換，這樣不僅有效避免了對電網(wǎng)造成的沖擊，而且減小了切換過程對設(shè)備造成的傷害，從而延長了設(shè)備的使用壽命。
【IPC分類】E21B43/20, F04B49/06
【公開號】CN204984385
【申請?zhí)枴緾N201520751338
【發(fā)明人】楊景明, 朱小兵, 徐中林, 梁景平
【申請人】滄州市榮昌電氣設(shè)備有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月26日