不间断智能节电装置制造方法及图纸

一种油田抽油机用的不间断智能节电装置，三相电源接端子Ⅰ，端子Ⅰ分别接浪涌保护器和断路器；断路器分别接电能表和回馈单元；电能表分别接变频控制单元和电磁接触器Ⅱ；变频控制单元分别接电磁接触器Ⅰ和回馈单元；电磁接触器Ⅱ接热继电器，端子Ⅱ分别接电磁接触器Ⅰ、热继电器和三相电动机；时间控制单元分别接中间继电器Ⅰ、中问继电器Ⅱ和中间继电器Ⅲ：中间继电器Ⅰ、中间继电器Ⅱ、中间继电器Ⅲ分别接转换开关和变频控制单元。提高功率因数大于９５％；回馈能力达到发电量的９７％以上。也可用于电机负载是位能式负载如矿山提升机、大惯性负载如风机、水泥制管、动平衡机、轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等存在发电过程需要快速制动类电机。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及不间断智能节电装置，特别涉及油田抽油机用不间断智能节电装置。
技术介绍
目前，抽油机是应用最普遍的石油开采机械设备之一，也是油田的耗电大户。全国 各大油田均进入了二次开采、三次开采阶段，开采难度高。各型抽油机在配用电动机时，为 了保证抽油机在各种工况下正常运行，也留有一定的功率余量；随着油井由浅入深的抽取， 油井的产液量越来越少，抽油机的负荷也相应减小。由于上述原因，就造成了抽油机的实际 负载率普遍偏低，大部分抽油机的效率在20% 30%之间，最高也不会超过50%，大马拉 小车的现像比较严重，设备大多采用电容补偿、星角Y/Δ、可控硅调压、间抽控制等方法，这 些设备自动化运行程度低，导致油田作业人员人工劳动强度大。由于油田机采井抽油机是 一种大惯量变化负载，所采用的拖动设备是三相异步电机，普遍存在功率因数低，冲程不可 调，反发电白白消耗，自动化程度低等弊端。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种油田抽油机用的不间 断智能节电装置，结合油田油井运行工况，将变频控制技术、电能回馈技术、时间控制技术、 多功况选择技术合理的优化为一体，适应于不同工况的油井，降低电机功率，提高了转矩， 变频输出，使得启动电流大大降低，将反发电的能量经过逆变回馈到电网，提高功率因数到 0. 95以上，提升效率达到90%以上，实现节电降耗。本技术的目的是由以下技术方案来实现的一种油田抽油机用的不间断智能 节电装置，进线三相电源接端子II，端子Il分别接浪涌保护器2和断路器3 ；断路器3分别 接电能表4和回馈单元6 ；电能表4分别接变频控制单元5和电磁接触器118 ；变频控制单 元5分别接电磁接触器17和回馈单元6 ；电磁接触器118接热继电器9，端子IIlO分别接 电磁接触器7、热继电器9和三相电动机11 ；时间控制单元12分别接中间继电器113、中间 继电器1114和中间继电器ΙΙΙ15 ；中间继电器113分别接转换开关16和变频控制单元5 ； 中间继电器1114分别接转换开关16和变频控制单元5 ；中间继电器ΙΙΙ15分别接转换开 关16和变频控制单元5。根据上述技术方案，本领域的技术人员根据实际需要，可以任意调整发动机运转 频率，本技术不间断智能节电装置可广泛应用于抽油机等大惯性负载，与现在技术相 比，具有如下显著效果(1)抽油机上可降低电动机功率，提高功率因数达95%以上。起到缓起缓停的功 能，不仅明显降低电耗而且减少对机械部位的损害。(2)本技术采用了时间控制单元。时间控制单元通过三个中间断电器与变频 构成回路，在用电高峰时进行时间控制。在产量不降低的情况下，自动降低到合理的频率，大大减小电网的负荷，减少不必要的停电现象，保证用电安全，保证设备平稳运行，能始终 保持油井的最优产量、最佳的节能的方式运行，完全解决油田生产中现有技术中存在的问 题，大大的降低人工的劳动强度同时，显著的降低生产成本，实现油田的经济运营，自动化 运行。在良好的平稳运行前提下最大限度的节约电能。本技术会自动降低到合理频率， 从而减小电网的负荷，减少不必要的停电，保证用电安全，保证产能，节省劳动成本。(3)本技术采用了能量回馈单元，将变频控制单元中反发电能量产生的直流 电压，变频控制单元通过其中的DC+、DC-与回馈单元对应的DC+、DC-相连接将变频控制单 元的直流电压转换成与电网同压同频同相的交流电压，并入电电网，回馈能力达到发电能 量的97%以上，明显有效的节省电能。本技术也可用于电机负载是位能式负载如矿山提升机、大惯性负载如风机、 水泥制管、动平衡机、轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类电机存在发电过程。附图说明图1本技术不间断智能节电装置原理方框图；图2本技术不间断智能节电装置变频控制单元形成电路的电路图；图3本技术不间断智能节电装置能量回馈单元形成电路的电路图。具体实施方案以下结合附图与实施案例对本技术作出进一步的描述。本技术外观呈箱式结构，其门面上设有手动/自动转换开关、启动按钮、停止 按钮、设备检修插座、端子II、浪涌保护器2、断路器3、电表4、变频控制单元5、电磁接触器 17、电磁接触器118、端子IIlO和电动机11等。从图1不间断智能节电装置的原理方框图 可见，一种油田抽油机用的不间断智能节电装置，由进线三相电源接到端子Il上，端子Il 把电能分别接到浪涌保护器2和断路器3上，所述浪涌保护器起到防止雷电高点压、电流进 入本装置。所述的断路器3得电后把电能送到电能表4。所述电能表4是电能计量单元， 以保证单台设备准确计量电量。电能表4把电能送到变频控制单元5，所述变频控制单元5 得电后，会把电流缓缓升高，达到预设频率后稳定运行。先把频率不可调的交流电源变成直 流电源，直流电源经过逆变电路变为频率可调的交流电源送给电磁接触器17、端子IIlO和 电动机11。所述电动机11会缓缓提升电流，达到预设频率后稳定运行。在运行过程中，由 于抽油机负载比较特殊，会产生分发电现象且比较严重，此反发电电流会保存在变频控制 单元5内，如果反发电电压过高会损坏变频控制单元5，通常所用的保护方法是用能耗电阻 将其过量的电能消耗掉，而本技术的反发电通过变频控制单元5上的DC+、DC-与能量 回馈单元6的DC+、DC-相连接。所述能量回馈单元6通过自动检测变频控制单元5的直流 母线电压，将直流环节的直流电压逆变成交流电，从而到达能量回馈电网的目的；回馈到电 网的电能达到反发电电能的97%以上，明显有效的节省电能。所述时间控制单元12进行 四段时间调整，输出对应四个常开断电器，分别送到中间继电器113、中间继电器1114和中 间继电器11115，再将它们分别接转换开关16和变频控制单元5，由所述的选择开关来选择 适合现场工况的适应变频，从而变频控制单元能在用电高峰时在产量不降低的情况下，自动降低到合理的频率，大大减少电网负荷，保证电网安全可靠运行。所述的变频控制单元5 发生故障时，电磁接触器118会自动得电，电磁接触器17会自动断开，所述电磁接触器118 将送电给热接触器9从而使电动机11得电运转，保证了设备、生产不间断的正常运行。下面对本技术做进一步的说明。从图2可见本技术的变频控制单元5形 成电路，先把不可变的工频电源，经R，S，T通过六个二极管Dl，D2，D3，D4，D5，D6整流变成 直流电源，此直流电源为脉动(冲)的直流电源，经过电容Cl滤波得到一个平滑的直流电 源。RL为缓冲电阻，是在变频控制单元5上电的瞬间，限制滤波电容Cl的充电电流，当滤波 电容Cl充电完成后，开关KL闭合，将RL短路。由R1，R2，D7，D8，C2，V1共同组成的制动电 路，为了防止电机在减速或者刹车时反发电造成的直流母线电压过高，把回路里面的整流 管或逆变管击穿，以防止设备被损坏。由VD1，VD2，VD3，VD4, VD5，VD6构成了逆变电路，通 过直流母线，将直流电变为可调的交流电，经U，V，W与电机相连。从图3可见，为了有效的防止电机在减速或刹车产生的反发电对设备的影响，我 们设计了能量反馈单元，将图2中的DC+、DC-分别与图3中的DC+、DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田抽油机用的不间断智能节电装置，三相电源接端子Ⅰ（１），端子Ⅰ（１）分别接浪涌保护器（２）和断路器（３）；断路器（３）分别接电能表（４）和回馈单元（６）；电能表（４）分别接变频控制单元（５）和电磁接触器Ⅱ（８）；变频控制单元（５）分别接电磁接触器Ⅰ（７）和回馈单元（６）；电磁接触器Ⅱ（８）接热继电器（９），端子Ⅱ（１０）分别接电磁接触器Ⅰ（７）、热继电器（９）和三相电动机（１１）；时间控制单元（１２）分别接中间继电器Ⅰ（１３）、中间继电器Ⅱ（１４）和中间继电器Ⅲ（１５）；中间继电器Ⅰ（１３）、中间继电器Ⅱ（１４）、中间继电器Ⅲ（１５）分别接转换开关（１６）和变频控制单元（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯中福，张旭扬，
申请(专利权)人：松原市明悟节能设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]