注水泵站不间断电源控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于油田注水泵站电源控制技术领域，尤其涉及一种注水泵站不间断电源控制系统。该注水泵站不间断电源控制系统，实现了对市电、动力电池两种电源的无扰切换，减少了在切换过程中对设备的冲击，有效的保护了注水泵的使用安全，延长了注水泵的使用寿命。注水泵站不间断电源控制系统，包括有：控制模块，以及与控制模块通讯接连的采样模块、网电/电池切换电路、SPWM信号驱动模块；以及整流滤波模块、设备控制柜等结构特征。设备控制柜等结构特征。设备控制柜等结构特征。

【技术实现步骤摘要】
注水泵站不间断电源控制系统


[0001]本技术属于油田注水泵站电源控制
，尤其涉及一种注水泵站不间断电源控制系统。

技术介绍

[0002]过去油田技术人员对油田注水泵站的研究主要集中在泵的故障检测和安全运行领域。然而，随着社会的发展，油田企业越来越重视经济效益和投入产出比，因此需要从多方面对成本进行控制。其中，随着电池技术的发展，利用不同时段电费的阶梯差，实现用电波谷价格低时充电、用电高峰时利用充电电池提供电能成为了可能。
[0003]鉴于此，技术人员做出了如下尝试：例如，申请号：CN201510755342.9、申请名称：油田注水泵在线监测系统中记载有一种油田注水泵在线监测系统，属于监测领域，包括触摸显示模块、控制器模块、报警模块、动作执行模块和传感器模块；报警模块和动作执行模块的输入端与控制器模块的输出端连接；触摸显示模块与控制器模块连接；传感器模块的输出端与控制器模块的输入端连接；通过传感器模块采集各注水泵机组的压力、温度、流量、电流、振动量、水位等物理量，经信号调理和A/D转换，信号送至控制器模块，触摸显示模块显示整个泵站的运行状态；当其中的一个数据量超过设定值时，报警模块发出语音报警，提醒工作人员及时维修；解决油田注水泵在线实时监测的问题。然而进一步研究后发现，对于油田注水泵站而言，其注水泵属于油田大型用电设备，单台泵的功率都在上百千瓦左右，市面上很少有支持这么大功率的充电设备；此外，不同于其他常见的充电桩，注水泵除功率受限外，还缺乏与市电、电池组供电的无扰切换设备。
[0004]因此，为了实现针对油田注水泵站的市电和动力电池无扰切换以及市电对动力电池的均衡、安全快充，需要从硬件、控制算法等多方面考虑和设计。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种注水泵站不间断电源控制系统，作为对传统注水泵站供电的补充，该注水泵站不间断电源控制系统实现了对市电、动力电池两种电源的无扰切换，减少了在切换过程中对设备的冲击，有效的保护了注水泵的使用安全，延长了注水泵的使用寿命。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用了如下技术方案：
[0007]注水泵站不间断电源控制系统，包括有：
[0008]控制模块，以及与控制模块通讯接连的采样模块、网电/电池切换电路、SPWM信号驱动模块。
[0009]较为优选的，所述采样模块由电流采样模块和电压采样模块构成；
[0010]其中，电流采样模块中包括有电流采样霍尔元件、第一电流采样运算放大器、第二电流采样运算放大器；电压采样模块中包括有第一电压采样运算放大器。
[0011]较为优选的，所述网电/电池切换电路中包括有交流接触器、IGBT单桥臂、霍尔继
电器、固态切换开关、网电/电池切换电流调理模块、网电/电池切换电压调理模块、相位检测模块；
[0012]其中，网电/电池切换电流调理模块中包括有电流传感单元、电流调理霍尔元件、第一电流调理运算放大器、第二电流调理采样运算放大器；
[0013]网电/电池切换电压调理模块中包括有电压传感单元、电流感应元件；
[0014]相位检测模块中包括有互感采样单元、互感信号比较器以及斯密特触发反相器。
[0015]较为优选的，还包括有：整流滤波模块；
[0016]其中，整流滤波模块由MOSFET全桥逆变电路与LC滤波电路构成。
[0017]较为优选的，还包括有：设备控制柜；
[0018]其中，所述设备控制柜的底部安装有减震底座，设备控制柜的内部的安装骨架上加设有防震坐垫，设备控制柜的四周采用橡胶密封圈进行密封。
[0019]较为优选的，所述设备控制柜用于安装电器设备的柜壁内侧涂敷有导热胶，所述设备控制柜用于安装电器设备的柜壁外侧安装有散热片；所述设备控制柜上还加装散热风扇。
[0020]较为优选的，所述电流采样霍尔元件的芯片型号为ACS712；所述第一电流采样运算放大器、第二电流采样运算放大器、第一电压采样运算放大器的芯片型号为LMV358M。
[0021]较为优选的，所述网电/电池切换电路中还包括有分别与网电/电池切换电流调理模块的输出端、网电/电池切换电压调理模块的输出端相连接的限压保护单元；
[0022]所述限压保护单元的芯片型号为BAT54S。
[0023]较为优选的，所述电流调理霍尔元件的芯片型号为CC6900；所述第一电流调理运算放大器、第二电流调理采样运算放大器的芯片型号为COS5532；所述电流感应元件的芯片型号为INA181；所述互感信号比较器的芯片型号为LM393；所述斯密特触发反相器的芯片型号为74HC14。
[0024]较为优选的，所述控制模块的芯片型号为TMS320F28379D；
[0025]所述SPWM信号驱动模块的芯片型号为TDS2285；其中，芯片型号为TDS2285的SPWM信号驱动模块的Pgood、Vcc引脚接+5V工作电压；芯片型号为TDS2285的SPWM信号驱动模块的osc1、osc2引脚接20M的无源晶振；芯片型号为TDS2285的SPWM信号驱动模块的Vac引脚接逆变后交流反馈信号，芯片型号为TDS2285的SPWM信号驱动模块的Vbat引脚接检测电压信号，芯片型号为TDS2285的SPWM信号驱动模块的SPWM_P、SPWM_N引脚接SPWM调制波信号；芯片型号为TDS2285的SPWM信号驱动模块的GND引脚接地。
[0026]本技术提供了一种注水泵站不间断电源控制系统，该注水泵站不间断电源控制系统包括有控制模块，以及与控制模块通讯接连的采样模块、网电/电池切换电路、SPWM信号驱动模块；以及整流滤波模块、设备控制柜等结构特征。具有上述结构特征的注水泵站不间断电源控制系统，相比于现有技术而言，至少具备有如下特征：
[0027]（1）、实现了市电与动力电池之间的无扰切换，减少了在切换过程中对设备的冲击，有效的保护了注水泵的安全，延长了注水泵的使用寿命；
[0028]（2）、可利用市电实现对动力电池的均衡、安全快充；
[0029]（3）、可作为传统注水泵站电池管理的补充。
附图说明
[0030]该附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。
[0031]图1为本技术提供的注水泵站不间断电源控制系统中控制模块芯片的电器示意图；
[0032]图2为本技术提供的注水泵站不间断电源控制系统中电流采样模块的电器示意图；
[0033]图3为本技术提供的注水泵站不间断电源控制系统中电压采样模块的电器示意图；
[0034]图4为本技术提供的注水泵站不间断电源控制系统中网电/电池切换电流调理模块的电器示意图；
[0035]图5为本技术提供的注水泵站不间断电源控制系统中网电/电池切换电压调理模块的电器示意图；
[0036]图6为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.注水泵站不间断电源控制系统，其特征在于，包括有：控制模块，以及与控制模块通讯接连的采样模块、网电/电池切换电路、SPWM信号驱动模块；所述采样模块由电流采样模块和电压采样模块构成；其中，电流采样模块中包括有电流采样霍尔元件、第一电流采样运算放大器、第二电流采样运算放大器；电压采样模块中包括有第一电压采样运算放大器；所述网电/电池切换电路中包括有交流接触器、IGBT单桥臂、霍尔继电器、固态切换开关、网电/电池切换电流调理模块、网电/电池切换电压调理模块、相位检测模块；其中，网电/电池切换电流调理模块中包括有电流传感单元、电流调理霍尔元件、第一电流调理运算放大器、第二电流调理采样运算放大器；网电/电池切换电压调理模块中包括有电压传感单元、电流感应元件；相位检测模块中包括有互感采样单元、互感信号比较器以及斯密特触发反相器；所述电流采样霍尔元件的芯片型号为ACS712；所述第一电流采样运算放大器、第二电流采样运算放大器、第一电压采样运算放大器的芯片型号为LMV358M；所述电流调理霍尔元件的芯片型号为CC6900；所述第一电流调理运算放大器、第二电流调理采样运算放大器的芯片型号为COS5532；所述电流感应元件的芯片型号为INA181；所述互感信号比较器的芯片型号为LM393；所述斯密特触发反相器的芯片型号为74HC14；所述控制模块的芯片型号为TMS320F28379D；所述SPWM信号驱动模块的芯片型号为TDS2285；其中，芯片型号为TDS2285的SPWM...

【专利技术属性】
技术研发人员：江少波，范雪麟，张浩，王芫芫，李勇，范新冉，石尧，孙伟，邵长彬，颜廷江，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：