直流母线供电的抽油机群控系统智能保护装置的开发

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1、直流母线供电的抽油机群控系统智能保护装置的开发孙延安张德实刘宗辉王洋戚兴侯宇大庆油田采油工程研究院大庆油田第七采油厂摘要：共直流母线变频抽油系统具有节能、方便控制、易于操作等优点，适合应用于油田采油等生产领域。但对于油田直流供电配置的抽油机变频群控系统，由于负载的变化，会引起同步运行的抽油机冲程的冲次差界以及能耗的变化。这会造成电网电压跌落等问题，影响电能质量。木文提出了一种智能保护装置，实时检测直流母线电压的变化，调整输出端频率，控制抽油机的工作状态，提高了抽油机的运行可靠性和效率，在油［D应

2、用屮取得了良好的应用效果。关键词：直流供电;保护装置;变频;节能;DevelopmentofintelligentprotectiondeviceforpumpingunitgroupcontrolsystembasedonDCbuspowersupplySunYananZhangDeshiLiuZonghuiWangYangQiXingHouYuDaqingoilfieldoilproductionengineeringresearchinstitute;Daqingoilfieldseven

3、thoilproductionplant;Abstract：Variablefrequencyspeedregulationhastheadvantagesofenergysaving,convenientcontrolandeasyoperation,anditissuitablefortheproductionfieldofhighpowerconsumptionsuchasoilfield.However,fortheoilfieldDCpowersupplyconfigurationof

4、thepumpingunitfrequencygroupcontrolsystem,cluetochangesinload,willcausethesimuItancousoperationofthepumpingstrokeoftheimpulsedifferenceandenergyconsumptionchanges.Thiswillcausepowergridvoltagedropandotherproblems,andaffectthepowerquality.Tnthispaper,

5、anintel1igentprotectiondeviceisproposed,whichcanadjusttheoutputfrequencyandcontroltheworkingstateofthepumpingunitbydetectingthechangeofDCbusvoltageinrealtime.Keyword：DCpowersupply;intelligentprotectiondevice;variablefrequency;energysaving;0引言油出上广泛存在的

6、游梁式抽油机能耗高、低产出等问题，因此使用育•流母线供电变频控制可以有效节能降耗，降低生产成本。但是，由于抽油机在工作过程中负载是变化的，抽油机的冲程的冲次和能耗也随Z变化，因此同步运行的油井会造成电网电能波动、电压跌落等问题。这些对电网的不利影响不仅会降低油田的用电设备的安全性而且会干扰电网的经济运行。因此本文提出一种新型的智能保护装置，实时调整肓流母线供电变频控制抽油机的工作状态，提高电网的电能质量和抽油机的运行可靠性和效率。1系统的组成本文开发的新型智能保护装置，主要用于同一直流母线供电的

7、并联抽油机的供电保护。避免多抽油机并联运行时造成的电能质量问题，如直流母线电压激荡，过压、欠压故障，从而保证系统稳定运行，直流母线供电的抽油机群控系统装置图见图lo装置主要包括智能保护控制器、电压测量与监控、信息传输和装置保护四部分。2系统工作原理公共直流母线技术是在多抽油机并联节能调速系统中，采用单独的整流装置为系统提供直流电压，每个抽油机用逆变器直接接在直流母线上。当系统工作在电动状态时，逆变器从直流母线上获取电能；当系统工作在发电状态时，能量通过直流母线互馈，以达到节能的目的。图1直流母线

8、供电的抽油机群控系统装置图下载原图整流滤波单元把交流电压转换为稳定的直流电压。整流滤波单元的整流部分采用三相不可控整流，滤波部分采用电感电容滤波，以减小电网的电流谐波。逆变终端把电压稳定的直流电源转化为电压、频率可调的交流电源，以满足电机节能调速的目的，系统详细结构见图2系统控制结构图。智能保护系统设定母线电压正常运行的区间阈值，通过DSP采集母线电压信号，判断母线电压是否正常。当母线电压下降时，控制器判断临近抽油机的状态为同步上行，需要母线电压进行连续监测。通过设定延时时间（2-15秒），继续