抽油机风电智能控制说明书 11

东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]目录一、概述………………………………………………2二、技术参数………………………………………………3三、功能特点………………………………………………4四、工作原理………………………………………………6五、操作说明………………………………………………7六、安装要求………………………………………………15七、使用环境………………………………………………16八、注意事项………………………………………………16九、电原理图………………………………………………17十、检测报告………………………………………………18十一、专利证书……………………………………………22十二、服务承诺……………………………………………23东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]一、概述随着我国工农业生产的迅猛发展，电能的需求量越来越大，开发和节约能源已成为当务之急。在可再生能源节能领域中，风能资源具有可再生、永不枯竭、无污染的特点，，而其低廉的成本及成熟的技术，进一步保证了风能广阔的发展应用前景。作为新能源利用的典范，风能在全球各地得到广泛的应用，为企业提供了一条最为经济实用的节能减排方式。电动机作为一种主要的动力设备，电动机的用电量，占总发电量的50℅以上，这些电动机一般按照最大负载下能正常工作为条件来选择的，但在实际运行过程中，电动机的运行于轻载或者变动负载下，在大部分运行时间中，电动机的负载低于70℅额定负载。因此电动机的负载效率低，电能的浪费现象十分严重，这在我国用电紧张的情况下，已成为一个十分引人注目的问题。目前油田用抽油机的消耗的电能是油田主要的耗能成本。经调查发现，抽油机在使用中存在的一些急需解决的耗能问题：⑴、随着油田含水率的增加，用电成本已经达到采油总成本的30%以上，同时煤炭价格上涨，电价必然上涨，节约用电迫在眉睫，所以在用电管理上急需进一步精细；⑵、由于考虑到负载的不均衡，包括抽油机的启动、油井作业和井深不同的需要，抽油机配备的电机功率一般较大，导致功率因数过低，无功功率增大，电能耗费增大；⑶、由于抽油机在上下冲程工作负载的周期性变化，使得电动机在电驱动和发电两个状态之间转换，造成供电波动，难以选择合理容量的电动机。针对机采系统目前抽油机控制柜型号多、规格复杂、功能不全的情况下，我公司新研制开发了一种抽油机风电智能控制装置（CYJFD－Ⅰ型）。该控制装置不但适用于各种油井地上地下复杂的生产条件，主要用于风力发电带动抽油机电机的配套使用，真正做到一柜多功能用途，为油田在增油上产方面做出我公司应有贡献。东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]二、技术参数1、规格型号：CYJFD－Ⅰ型CYJFD－Ⅰ型：抽油机风电智能控制装置变频/工频可切换控制、15～45KW电机、交流380V抽油机用风电/网电互补变频调速控制2、电源供电电压：(a)三相交流：380V±10℅,额定频率50HZ.(b)直流：0～650V3、控制装置输出电压：三相交流≤380V4、输出额定功率：15～55kW（15KW、18.5KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW）5、输出额定频率：0～50Hz/50Hz（变频时人为调定/工频）6、电机起停控制方式：（1）变频控制：软起、软停（2）工频控制：全压起、停7、软起加速时间：1～3600S（人为设定）8、软停减速时间：1～3600S（人为设定）9、变频器“最高频率”：50～120Hz(人为设定，投运前生产厂方已调定为50Hz±1Hz，用户请勿随意变动)10、变频器“基本频率”25～50Hz（人为设定，原则不高于“最高频率”，一般设定为≤50Hz。出厂时已设定好，用户请勿随意设定!）11、变频器综合保护功能短路、对地短路、过电压、过电流、过载、过热、欠电压、熔断器短路、CPU/存储器异常、PIC热极电阻保护、电涌保护、电机失速等保护、故障显示记忆功能。12、工频运行时保护功能a)8倍电机额定电流时，反时限保护时间5S（冷态）b)1.1-1.2倍电机额定电流时，反时限保护时间20～45S（冷态）c)电机及其供电缺相时，保护时间2S±1S（冷态）d)电机保护器的电源开关处在“开”的位置，电源指示灯亮，电机运行出现故障时，对电机起保护作用；若保护器的电源开关处在“关”的位置，电源指示灯不亮，保护器对电机不起保护作用，但工频控制回路仍能控制电机起、停、起到应急作用。e)电机保护器具有故障分别显示记忆功能。东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]三、功能特点（1）风电网电互补功能。（2）冲次多段控制功能。（3）工频、变频双切换功能。（4）变频自动手动控制功能。（5）PID控制调节功能。（6）电机软起软停功能：降低电网冲击，实现零启动、软启动功能，可降低油井抽油机变压器的装机容量50%以上，减小投资及变损，省去巨额增容费。（7）直观的电源指示、电压、电流、频率、运动状态指示功能。（8）单井电能计量可直观地考核吨油耗电及成本核算功能。（9）柜内进行人性化设计，具有夜间照明设施，为夜间操作或油井作业检修提供照明，提供安全标准的用电接口（AC220V）。（10）系统趋向一体化，可取代原有的任何控制柜、启动器、补偿器，保证功率因数0.85以上。（11）可在深井、稠油井、出砂井、间隙出油井广泛应用，更有可能把低产井变成高产井。(12)移动式抽油机智能控制装置，可实施机动灵活、精确的进行抽油机冲次调参和现场短期试验的移动式设备。（13）智能装置的功能分为基本功能和扩展功能基本功能：项目规范输入特征输入电压380/220V±15%输入频率47～63Hz输出特征输出电压0～额定输入电压输出频率0～400Hz外围接口特征可编程数字输入4路开关量输入，1路高速脉冲输入可编程模拟量输入AI1：0～10V输入AI2：0～10V或0～20mA输入可编程开路集电极输出1路输出（开路集电极输出或高速脉冲输出）继电器输出2路输出（2.2kW以下1路）模拟量输出1路输出，分别可选0/4～20mA或东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]～10V技术性能特征控制方式V/F控制过载能力150%额定电流60s；180%额定电流10s调速比1：100载波频率0.5～15.0kHz功能特征频率设定方式数字设定、模拟量设定、脉冲频率设定、串行通讯设定、多段速及简易PLC设定、PID设定等，可实现设定的组合和方式切换。PID控制功能简易PLC、多段速控制功能16段速控制摆频控制功能长度、时间控制功能瞬时停电不停机功能转速追踪再起动功能实现对旋转中的电机的无冲击平滑起动QUICK/JOG键功能用户自由定义的多功能快捷键自动电压调整功能当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定提供多种故障保护功能过流、过压、欠压、过温、缺相、过载等保护功能扩展功能：(1)测量油井液量变化设置（加装井口液量传感器）防空抽、泵效评估、油杆断脱报警、产量自动分析特点。(2)基于冲次变化设置油井上下冲次调整功能（N次/分钟）。多段控制功能。(3)油井生产参数自动检测功能及处理功能：电参数、油井油压、载荷、温度、液量等。485接口数据自动远传处理、自动生成各种报表特点。(4)可输入风机直流电和网电两种电源的功能。(5)具有风电网电自动互补的功能。东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]四、工作原理1、风网互补：CYJFD－Ⅰ型抽油机风电智能控制装置为风电、网电两路电源共同为其供电。该装置由风电/网电控制核心部分与抽油机控制操作两部分组成。当风力发电有输出时优先用风电，发电量不足时用网电补充，缺多少补多少，当风力发电量满足需要时网电就会完全断开。当无风或风小发电机不发电时本装置会自动接通到网电运行，当发电机有电量输出时本装置又会自动接通风电。当风力发电量超过安全值时，本装置就会自动断开风电接通到网电运行，当风力发电量达到安全值时，本装置又会自动接通到风电运行。整个过程无需人为操作自动实现，而且过程中不会停机影响生产。（详见2-1原理图）2、变频调速/工频恒速运行：CYJFD－Ⅰ型抽油机风电智能控制装置，由变频调速主机和工频恒速副机两个主控回路组成，精心设计确保抽油机安全生产时率，两种控制方式，主回路系统各自独立，控制回路独立又连锁，确保设备安全可靠，控制回路小断路器QF3、保险、电压表、电流表显示单元公用。其工作原理分析如下：（1）、抽油机变频调速控制系统：变频调速主控回路系统由电源供电断路器QF1，变频器输出交流接触器KM2（变频标记），电流互感器及交流电流表，风电启停转换开关SA1，“变频/工频”SA2选择单元，起、停控制单元（SB3、SB4），频率指示单元，频率调节等组成。变频调速控制系统的核心是变频器，变频器内部主电路是交一直一交变换，它首先把电源的三相交流电通过整流和滤波变换成平稳的直流电；然后通过逆变桥电路把直流电“逆变”成频率任意可调的近似正弦波形的三相交流电，即0～380V/0～120Hz的三相交流电，供负载三相电机变频调速运行。根据电动机的基本原理，利用可调的“变频资源”实现电机供电变频，达到电机调速节能降耗的目的，基理见下式：60f(1-s)N=—————P式中：N—电动机的转速f—电动机的供电电源频率S—电动机的转差率东营市天海科技开发有限公司CYJFD—I型抽油机风电智能控制装置说明书地址：东营市东营区西二路南首622号电话：[phone]邮箱：[e-mail]传真：[phone]P—电动机极对数由上式可知：电动机的转速与电源的频率f成正比，而抽油机的工作特性（冲次）由直接决定与电动机的转速快慢，而电动机的功耗与其转速的立方成正比，所以，变频器是利用“变频资源”改变电机供电频率，实现电机无机变速最佳调速，控制抽油机高效运行状态，世界公认的最佳变频调速技术的应用，较好地解决了生产中的关键问题。（2）、抽油机工频控制系统：该智能控制装置中的工频主控回路系统，由供电断路器QF1，工频输出交流接触器KM1（工频标记）、电流互感器及交流电流表，“变频/工频”SA选择单元，起、停控制单元（SB1、SB2），电动机保护器DJB—II等主要部件组成。抽油机工频控制工作过程：首先将变频供电断路器QF1拨至“分闸”状态，变频系统断开电源，然后将工频供电断路器QF2拨至“合闸”状态，再将“变频/工频”SA2选择开关拨至“工频”位置，合上控制回路供电小断路器QF3（控制回路供电），将电机保护器DJB—II上的电源开关拨至“开”的位置（电源指示灯亮、保护器能对电机起过载、缺相保护作用；若电源开关在“关”的位置，则电源指示灯不亮，保护器对电机不起保护作用），按“工频启动”按钮开关BS1(绿色)，主控回路的标有“工频记号”的交流接触器KM1吸合自锁，主触点闭合，抽油机电机的电起动运行。