[实用新型]多功能谐波优化控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于抽油机供配电系统中的控制技术，具体的说是一种多功能谐波优化控制器。

背景技术

石油行业电网用电负荷中85％以上的负荷为感性负荷，如各种油泵、电机等，普遍存在功率因数低，线路损耗大的问题。近几年来，随着油田对节能工作提出了更高的要求，随着电力电子技术的发展，油田企业为了提高原油产量和综合经济效益，在油田设备中应用了大量具有非线性特性的节能装置，如变频器、可控硅调压装置、控制器等，这些电子设备带来节能效益的同时，也给油田电网注入大量谐波，严重污染着油田电网。“电力污染”问题不仅造成电能质量的恶化，给油田生产带来巨大的损失，还危及电力设备及电网的安全稳定运行。油田电网的谐波治理日趋重要，但已经实施的项目中大多采用无源滤波器，油田抽油机(俗称“磕头机”)上很少有使用APF(谐波优化)的成功案例。目前供配电系统无功补偿的主要手段是在35kV侧安装电容器补偿，对谐波治理作用甚微。

油田设备的功率因数很低，线路损耗较大，现采用的投切电容补偿方式，易产生补偿不足或过补偿，另外，电容器损坏率很高；

油田使用的配电柜一般采用多回路供配电方式，保护功能不完善，接地和漏电保护不可靠，漏电保护电流大且无法调整。

目前对现场用电设备的电量计量采用普通电表，计量数据单一，精确度不高。

实用新型内容

针对现有抽油机供配电设备存在接地和漏电保护不可靠、谐波消除和无功补偿效果差等不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种有效提高供配电保护的可靠性、消除谐波干扰、提高功率因数且计量准确的多功能谐波优化控制器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是；

本实用新型多功能谐波优化控制器，安装于抽油机供配电系统中，包括：电量采集单元、电量计量单元、诊断单元、通讯单元、谐波优化单元、输入单元以及输出单元，其中电量采集单元接收抽油机主供电回路系统的电压、电流采样信号，输出至电量计量单元，电量计量单元再将计量数据输入诊断单元；诊断单元与谐波优化单元通过通讯单元进行通讯连接；诊断单元通过输入单元输入开关量信号，通过输出单元输出控制信号至外部保护执行元件。

本实用新型还具有分路控制单元，其包括电量采集子单元、电量计量子单元以及诊断子单元，其中电量采集子单元接收抽油机分路供配电回路的电压、电流采样信号，输出至电量计量子单元，电量计量子单元再将计量数据输入诊断子单元；诊断子单元输出控制信号至外部保护执行子单元；诊断子单元与诊断单元进行通讯连接。

所述分路控制单元为多路，各路内部均包括电量采集子单元、电量计量子单元以及诊断子单元，各子单元间的连接关系相同；各电量采集子单元分别接收不同分路供配电回路的电压、电流采样信号，各诊断子单元分别与诊断单元进行通讯连接。

本实用新型多功能谐波优化控制器采用的控制方法包括以下步骤：

系统上电后，启动多任务线程；

各线程进行功能处理，包括电量采集任务线程、显示任务线程、谐波诊断线程、开关量输入及输出管理线程、通讯管理线程、保护处理线程以及分路计量保护控制管理线程；

谐波诊断线程的控制流程为：

采集电流数据；

对上述电流数据进行FFT分析计算，得到各次谐波数据；

将上述谐波数据发送至任务邮箱。

所述分路计量保护控制管理的控制流程为：

判断分路供配电回路是否运行；

如果该分路供配电回路正在运行，则读取分路供配电回路的运行数据；

读取分路供配电回路的保护状态数据；

根据分路供配电回路的运行数据和保护状态数据进行保护处理；

处理结束后，经过延时，回到判断分路供配电回路是否运行步骤。

保护处理线程的控制流程如下：

根据主供电回路和分路供配电回路的运行数据和保护状态数据判断是否需要主供电回路过流保护、主供电回路缺相保护、主供电回路接地保护以及分路供配电回路保护所引起的主供电回路保护动作；

如果需要主供电回路过流保护，则进行主供电回路过流保护处理；

如果需要主供电回路缺相保护，则进行主供电回路缺相保护处理；

如果需要主供电回路接地保护，则进行主供电回路接地保护处理；

如果分路供配电回路有保护动作，则进行主供电回路保护处理；

结束一次保护处理线程。

所述通讯管理的控制流程如下：

判断是否有通讯事件；