自耦调压变压器加热电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自耦调压变压器加热电源。它解决了目前海上石油钻井平台的原油加热装置功耗大、无法保持恒温、频繁起停影响其他用电设备，而现有加热装置又无法用于其上等问题，具有结构简单，使用方便，既能满足原油加热要求又能节约电能、减少对其他用电设备影响等优点。其结构为：它包括变压器，其特征是：所述变压器为自耦调压变压器，其输入端接电源，输出端接加热器；变压器的二次侧线圈与十段调节的自动／手动有载调压开关连接，同时温控器信号输入端通过热电偶与加热器连接，其输出端的开关量端口与控制电机连接，控制电机输出端与自动／手动有载调压开关连接。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源，尤其涉及一种自耦调压变压器加热电源。
技术介绍
海洋采油是在海上搭建采油平台，在平台上安置采油设备。每个采油平台上都有数口采 油井， 一个采油区块一般都有数十个采油平台；采油区块距码头大约有50-80海里。每个平 台每口油井从海底采出的原油通过管道输送到岸边码头。在输送的过程中原油必须具有一定 的温度，否则原油黏度增大，导致输送压力增大，严重时甚至可以造成管线堵塞，因此，在 每个采油平台上每口油井的输送管道上都配备电加热电源。目前海上电加热器功率主要为 50kW、 80 kW 、 100 kW、 150kW、 200kW、 300kW，落地立式安装在工艺平台上。但它们都存在 一定的问题1、 在冬季加热功率需要额定功率的80%以上才能满足加热输送的温度，而到了夏季需要 额定功率的30%—一50%的加热功率既可满足加热输送的温度。而目前在用的电加热器电源无 法随季节变化而进行调整架热功率，导致电能的浪费。2、 无法实现恒温加热目前电加热器的加热控制方式是当实际原油的加热温度高于设定温度IO'C时，控制回 路自动切断电加热器的电源而停止加热，此时通过电加热器的原油温度逐渐下降；当温度降 低至设定值以下10'C时，控制回路自动接通电加热器电源，此时通过电加热器的原油温度逐 渐上升，如此往复对管道原油实施间歇时加温。由于加热温度上下动作设定值为土1(TC，必 然导致输送原油的温度波动为2(TC,所以该加热方式使得原油外输温度很不稳定。3、 频繁启停影响其他用电设备和供电质量由于电加热器加热时间受原油入口温度、原油液量、含气量、含水量等原因制约，特别 是天气转暖后，致使电加热器频繁启停，对整个电网运行质量造成波动。由于频繁启停，致 使电加热器的加热管使用寿命大大的縮短。4、 浪费电能加热温度频繁的高出输送温度，多消耗10%以上的电能，以100 kW的加热电源计算，每 天要多耗电240kW. h。目前的加热技术主要有1、 电加热技术现有的可控硅加热电源，功率调整范围宽，可以从零连续调整到额定值，且可以任意设 定，该电源在陆地上使用是很成熟的技术。但是海洋平台大部分是无人值守的，特别是设备 出现故障时，如果遇到大风就没法处理故障而恢复生产，因此，海洋平台要求加热电源稳定 性和可靠性很高才能满足使用要求。目前的可控硅调节加热电源，技术虽好，但在海洋平台 上可靠性存在问题而不能使用。2、 燃煤加热炉在陆地上应用燃煤加热炉对管线的原油加热也是比较成熟的技术，但在海洋平台上由于 没有人值守，该技术也没法使用。3、 现有燃气加热炉目前在陆地上应用燃气加热炉对管线的原油进行加热也是很成熟的技术。但在海洋平台 由于空间狭窄，设备布局紧凑，加热温度难以控制等因素，该技术也不能在海洋平台上使用。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决目前海上石油钻井平台的原油加热装置功耗大、无法保 持恒温、频繁起停影响其他用电设备，而现有加热装置又无法用-f其上等问题，提供一种具 有结构简单，使用方便，既能满足原油加热要求又能节约电能、减少对其他用电设备影响等 优点的自耦调压变压器加热电源。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种自耦调压变压器加热电源，它包括变压器，所述变压器为自耦调压变压器，其输入 端接电源，输出端接加热器；变压器的二次侧线圈与十段调节的自动/手动有载调压开关连接， 同时温控器信号输入端通过热电偶与加热器连接，其输出端的开关量端口与控制电机连接， 控制电机输出端与自动/手动有载调压开关连接。所述温控器的输出端还包括模拟量输出端口和与总电源连接的控制端口。所述加热器为三相阻性负载，采用星形连接。所述温控器安装在变压器壳体上。所述变压器可为全封闭油浸式或干式变压器。本技术采用了自耦调压变压器，将其与加热器连接，通过控制加热器的供电来自动 或手动调整需要的温度。自耦调压变压器有手动操作和自动操作的功能，当在手动位置时，按动控制器上的按钮， 可使有载开关在1-11挡(共计十段范围)上任意调节，每调整一挡可使输出功率变化7.5Kw, 根据油的流量和温度调整到合适的位置即可。当在自动位置上的时候，在控制器上设置好原 油的输送温度即可，当管线内的原油温度低于设定值的时，控制器向有载开关发出指令自动 调高一挡，当管线内的原油温度高于设定值的时，控制器向有载开关发出指令自动调低一挡。自动调节功能可保证原油的输送温度在设定值的土2t;以内。本技术的有益效果是它在海洋平台上使用是最稳定可靠的技术，它可以避免电加 热器频繁的启动，保证输送原油的温度在设定值的附近，减少对电网的影响，达到节约电能 的目的。附图说明图l为本技术的结构框图2为自耦变压器中性点调压结构示意图3为开关与绕组连接成Y型连接示意图4为自耦变压器输入输出连接示意图。其中，l.总电源，2.自动/手动有载调压开关，3/变压器，4.加热器，5.热电偶，6.温控器， 7.控制电机。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术做进一步说明。图1中，本技术包括自耦调压变压器3，其输出端与加热器4连接，同时变压器的 二次侧线圈与十段调节的自动/手动有载调压开关2连接，同时温控器6输入端通过热电偶5 与加热器4连接，其输出端的开关量端口与控制电机连7接，控制电机7输出端与自动/手动 有载调压开关2连接。温控器6的输出端还包括模拟量输出端口和与总电源1连接控制端口。加热器4为三相阻性负载，采用星形/三角形连接。温控器6安装在变压器3壳体上。 (一)、自耦调压变压器技术要求和指标1. 加热功率 最大100kW (额定电压)；最小25kW (电压调到最小后)；2. 额定电压 380V;3. 加热器负载 三相阻性负载，额定电压380V;4. 应同时具备手动和自动调功功能；5. 加热功率分段10段；6. 设计标准Su系列全封闭油浸式(或干式)三相特殊自耦调压变压器；7. 自耦调压器档位调节有关对应参数要求如下表<table>table see original document page 5</column></row><table>8.有载自动调压分接开关应具备控到S'J电机切换的手动按钮；9. 壳体上应预装温度自动控制箱；10. 线圈全部用铜线，铁心全部用冷轧矽钢片；11. 电加热元件接线方式星形/三角；12. 绝缘等级F(二)、温控制器技术要求1. 温度设定范围 35°C——100'C;2. 加热温度 35°C——80。C;3. 温度误差 在设置温度值附近允许波动土2'C;4. 控制电压380V;5. 模拟端口的输出4 20mA DC;6. 输出端口开关量的容量5A;7. 输出端口应有二种端口，既模拟端口和开关端口；8. 关端口应有二个开关量， 一个是控制控制电机旋转带动自耦变压器升压，另一个是控制控制电机旋转带动自耦变压器降压；9. 稳定性尽量避免振荡现象的发生；10. 输入端口与热电偶配套；11. 当最高温度超过设定范围时，应具有输出开关量及时切断总电源；(三)、适应环境1. 环境温度-25°C + 55"2. 空气相对湿度4(TC时，朋最大《95%3. 使用场所海上采油平台4. 危险区2类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自耦调压变压器加热电源，它包括变压器，其特征是：所述变压器为自耦调压变压器，其输入端接电源，输出端接加热器；变压器的二次侧线圈与十段调节的自动／手动有载调压开关连接，同时温控器信号输入端通过热电偶与加热器连接，其输出端的开关量端口与控制电机连接，控制电机输出端与自动／手动有载调压开关连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王观军，闫敬东，陈军，齐光峰，付涛，闫琰，徐红梅，周亮，杜红勇，张会军，王文娟，范荣霞，肖志勇，
申请(专利权)人：中国石化股份胜利油田分公司技术检测中心，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]