阅读说明：本技术 一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置及方法 (Compensation device and method for unconventional voltage grade electric submersible pump ) 是由 刘军 杜正旺 谢泳 李晓鹏 翟化仁 郝照勇 赵永华 赵明 吴洪胜 李东波 韩运胜 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置及方法,所述补偿装置包括转换开关、调压装置和无功补偿装置；转换开关的一端与所述电潜泵的引入电源连接,所述转换开关的另一端与所述调压装置的一次侧连接,所述调压装置的二次侧分别通过开关控制器件与所述无功补偿装置连接,所述调压装置的一次侧还并联在外部用于提供电潜泵电源的变压器与连接所述电潜泵的电潜泵回路中；其效果是：通过设有的转换开关和调压装置,将不同等级的非常规电压调节成同一等级的常规电压后,再投入无功补偿装置,这样就可以对电压等级在调压装置一次侧电压等级范围的电潜泵进行无功补偿,解决了采油电潜泵无功补偿困难的问题,提高了电潜泵的功率因数。(The invention discloses a compensation device and a method for an unconventional voltage level electric submersible pump, wherein the compensation device comprises a change-over switch, a voltage regulation device and a reactive power compensation device; one end of a change-over switch is connected with an introduced power supply of the electric submersible pump, the other end of the change-over switch is connected with a primary side of a voltage regulating device, a secondary side of the voltage regulating device is respectively connected with the reactive power compensation device through a switch control device, and the primary side of the voltage regulating device is also connected in parallel with a transformer which is externally used for providing a power supply of the electric submersible pump and an electric submersible pump loop which is connected with the electric submersible pump; the effect is as follows: the non-conventional voltages with different grades are regulated into the conventional voltage with the same grade through the change-over switch and the voltage regulating device, and then the non-conventional voltage is input into the reactive power compensation device, so that the reactive power compensation can be carried out on the electric submersible pump with the voltage grade within the range of the primary side voltage grade of the voltage regulating device, the problem of difficulty in reactive power compensation of the oil extraction electric submersible pump is solved, and the power factor of the electric submersible pump is improved.)

一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置及方法

技术领域

本发明涉及无功补偿技术领域，具体涉及一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置及方法。

背景技术

目前，采油区各个采油井因油井参数的不同，例如，井深的不同，所需要采油电潜泵电压等级也不同，采油电潜泵机组均是由独立的特殊专用变压器供电。由于电压等级的限制，大多为1000v至3000v左右的非常规电压，实际的电容规格，又没有与之非常规电压等级相配套的无功补偿电容，即使进行无功补偿，则需要进行电容定制，而采油井数量众多，所带来的成本巨大，实现起来非常困难和不现实；因此，现有采油电潜泵均未进行无功补偿，因无功补偿不足降低了设备的功率因数，既增加了电费支出还会受到电力部门的电费罚款。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置及方法，以解决现有技术中采油电潜泵实现无功补偿困难的问题。

第一方面：本发明实施例提供了一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置，所述补偿装置包括转换开关、调压装置和无功补偿装置；其中，所述调压装置包括多个线圈匝数不同，具有多个一次侧接线端子和二次侧接线端子的调压单元；

所述转换开关的一端与所述电潜泵的引入电源连接，所述转换开关的另一端与所述调压装置的一次侧连接，所述调压装置的二次侧分别通过开关控制器件与所述无功补偿装置连接，所述调压装置的一次侧还并联在外部用于提供电潜泵电源的变压器与连接所述电潜泵的电潜泵回路中。

作为本发明的一个优选的技术方案，所述转换开关包括多个转换单元，各转换单元均包括一个静触点和多个动触点，所述静触点对应连接于所述引入电源的相线，所述动触点对应连接于所述调压单元中的一次侧接线端子。

作为本发明的一个优选的技术方案，所述开关控制器件采用IGBT器件。

作为本发明的一个优选的技术方案，所述无功补偿装置的数量为多个，各无功补偿装置中的补偿电容以三角形的方式进行连接。

作为本发明的一个优选的技术方案，所述调压装置的二次侧还串接有用于滤波的电感线圈。

第二方面：本发明实施例提供了一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿方法，应用于第一方面所述的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置以及一种控制装置和传感器，所述方法包括：

将调压装置的一次侧并联在用于提供电潜泵电源的变压器与连接所述电潜泵的电潜泵回路中；

将调压装置的二次侧分别通过开关控制器件与无功补偿装置连接；

由传感器获取所述电潜泵回路的电压等级；

通过所述控制装置根据所述电压等级调整转换开关中动触点连接的一次侧接线端子的位置；

再通过所述控制装置触发所述开关控制器件，以投入无功补偿装置。

作为本发明的一个优选的技术方案，所述方法还包括：

利用所述传感器获取采油电潜泵运行时的功率因数，所述控制装置再根据所述功率因数控制所述开关控制器件导通的个数，以实现动态的对所述无功补偿装置投入数量的控制。

采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置及方法，通过设有的转换开关和调压装置，将不同等级的非常规电压调节成同一等级的常规电压后，再投入无功补偿装置，这样就可以对电压等级在调压装置一次侧电压等级范围的电潜泵进行无功补偿，解决了采油电潜泵无功补偿困难的问题，提高电潜泵的功率因数，减少了电费支出，同时避免因功率因数低造成的电费罚款；同时实现具有多电压等级均可兼容的特性,能使补偿装置标准化，减少相应的设备投资。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置的原理框图；

图3为本发明实施例提供的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考图1至图2所示，本发明实施例提供的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置，所述补偿装置包括转换开关、调压装置3和无功补偿装置4；其中，所述调压装置3包括多个线圈匝数不同，具有多个一次侧接线端子和二次侧接线端子的调压单元；

所述转换开关的一端与所述电潜泵的引入电源连接，所述转换开关的另一端与所述调压装置的一次侧连接，所述调压装置3的二次侧分别通过开关控制器件与所述无功补偿装置4连接，所述调压装置3的一次侧还并联在外部用于提供电潜泵电源的变压器2与连接所述电潜泵的电潜泵回路1中。

具体地，上述各装置在应用时，可装设于一无功补偿柜中，所述无功补偿柜的外表面还装设有电压表、电流表、功率表和触摸控制屏等，本领域技术人员应当了解，在此不做赘述；

采油电潜泵是由独立的特殊专用变压器供电，即图2中的变压器，所述电潜泵的电源参照图1，为三相电源，用A、B、C表示；对应的，变压器的输出端即所述电潜泵的电源，也为该补偿装置的所述引入电源，这样使得两者所用电源的电压等级是一致的，所述引入电源依次通过隔离开关QF0、熔断器后，再与所述转换开关连接，所述转换开关包括多个转换单元，各转换单元均包括一个静触点和多个动触点，所述静触点对应连接于所述引入电源的相线，所述动触点对应连接于所述调压单元中的一次侧接线端子。

需要说明的是，本实施附图中的各触点、装置等数量在此只是进行举例，并不是对其进行限制，图1中，转换开关用字母K表示，由图1可知，各转换单元是联动的；例如，触点由1变成2时，三个转换单元的均连接于2；调压装置用字母T表示，L1、L2、L3表示不同线圈匝数的调压单元；这样便于使用时，适应于不同非常规多电压等级的情况，通过二次侧将不同等级的非常规电压调节成同一等级的常规电压(例如，380-400V之间)；开关控制器件分别用D1、D2和D3表示，本实施例中，所述开关控制器件采用IGBT器件，其通断的触发可通过触摸控制屏实现或是对应连接的外部控制装置，该外部控制装置或触摸控制屏还与电压表和电流表连接；无功补偿装置分别用a、b、c表示，本实施例中，所述无功补偿装置的数量为多个，各无功补偿装置中的补偿电容以三角形的方式进行连接。

通过上述方案，通过设有的转换开关和调压装置，将不同等级的非常规电压调节成同一等级的常规电压后，再投入无功补偿装置，这样就可以对电压等级在调压装置一次侧电压等级范围的电潜泵进行无功补偿，解决了采油电潜泵中非常规多电压等级无功补偿困难的问题，提高电潜泵的功率因数，减少了电费支出，同时避免因功率因数低造成的电费罚款；同时实现具有多电压等级均可兼容的特性,能使补偿装置标准化，减少相应的设备投资。

进一步地，为了达到更好的无功补偿效果，所述调压装置的二次侧还串接有用于滤波的电感线圈；这样也一定程度上改善了线路质量。

需要说明的是，上述应用只是举例，还可将其技术方案应用到其他应用于非常规电压等级设备的无功补偿中。

参考图3，本发明实施例还提供了一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿方法，应用于前文所述的一种用于非常规电压等级电潜泵的补偿装置以及一种控制装置和传感器，所述方法包括：

S101，将调压装置的一次侧并联在用于提供电潜泵电源的变压器与连接所述电潜泵的电潜泵回路中；

S102，将调压装置的二次侧分别通过开关控制器件与无功补偿装置连接；

S103，由传感器获取所述电潜泵回路的电压等级；

S104，通过所述控制装置根据所述电压等级调整转换开关中动触点连接的一次侧接线端子的位置；

S105，再通过所述控制装置触发所述开关控制器件，以投入无功补偿装置。

具体地，所述控制装置可采用触摸控制屏，其内部集成有处理芯片，本领域技术人员应当了解，所述传感器包括电压表、电流表以及功率表等。

需要说明的是，上述方法步骤中，相关的具体描述可参见前文所述，在此不再重复描述。

通过上述方法，在进行无功补偿前，先根据电潜泵回路的电压等级对调压装置的一次侧线圈进行调整，使二次侧的输出电压在预设电压之间，即为常见的常规电压(例如，380-400V之间)，调整完成后再投入无功补偿装置，这样就可以对电压等级在所述调压装置一次侧电压等级范围内的电潜泵进行无功补偿。

进一步地，在上述方案的基础上，所述方法还包括：

利用所述传感器获取采油电潜泵运行时的功率因数，所述控制装置再根据所述功率因数控制所述开关控制器件导通的个数，以实现动态的对所述无功补偿装置投入数量的控制。

这样设置，进一步提高使用的实用性和智能性，使得能根据实际的应用情况对所述无功补偿装置的投入数量进行控制，避免出现过补的情况发生。

在上述方案的基础上，所述方法还包括：

在所述调压装置的二次侧还串接有用于滤波的电感线圈。

既补偿了无功损耗又改善了线路质量，改善了线路的畸变率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

最后需要说明的是，以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。