專利名稱：原油電脫水高壓供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供電裝置，具體涉及原油電脫水高壓供電裝置。
背景技術(shù)：
原油脫水是原油加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前各油田多采用電、化學(xué)脫水方法，所加電壓為工頻交流或直流高壓，供電方式一般有交流脫水、直流脫水和交直流脫水。隨著油田進(jìn)入高含水期開采階段，各采油廠普遍應(yīng)用三次采油技術(shù)。在三元復(fù)合驅(qū)油的電脫水過(guò)程中，由于加入了堿/表面活性劑/聚合物三元復(fù)合劑，使原油導(dǎo)電性增加、粘度加大，從而使原油脫水的難度增加。這些物質(zhì)易粘附于脫水容器的絕緣拉桿上，從而導(dǎo)致在絕緣器件表面易發(fā)生持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的穩(wěn)定沿面放電。同時(shí)，原油中的水滴很容易在電場(chǎng)作用下形成穩(wěn)定的水漣，當(dāng)水漣發(fā)展到貫穿兩個(gè)電極時(shí)將導(dǎo)致持續(xù)放電，該放電的存在破壞了脫水容器內(nèi)高壓電場(chǎng)的建立，同時(shí)也增加了脫水電源的容量等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有原油電脫水過(guò)程中由于水漣的形成而導(dǎo)致高壓脫水電極間的持續(xù)放電，及由此引起高壓脫水電場(chǎng)的倒塌及高壓供電裝置容量需求增加的問(wèn)題，從而提出了原油電脫水高壓供電裝置。原油電脫水高壓供電裝置，它包括投切調(diào)壓執(zhí)行單元、電壓傳感器、限流電抗器、高壓變壓器、第一高壓硅堆、第一限流電阻、第一高壓電容器、高壓快脈沖單元、第二高壓硅堆、第二限流電阻、第二高壓電容器、電流傳感器和微機(jī)控制單元，所述的投切調(diào)壓執(zhí)行單元的一個(gè)電壓輸出端與限流電抗器的一端連接，該限流電抗器的另一端與高壓變壓器的初級(jí)線圈的一端連接，該高壓變壓器的初級(jí)線圈的另一端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元另一個(gè)電壓輸出端連接；電壓傳感器用于檢測(cè)投切調(diào)壓執(zhí)行單元的兩個(gè)電壓輸出端之間的電壓信號(hào)，并且該電壓信號(hào)輸出給微機(jī)控制單兀的電壓信號(hào)輸入端；電流傳感器用于檢測(cè)投切調(diào)壓執(zhí)行單元輸出的電流信號(hào)，并且該電流信號(hào)輸出給微機(jī)控制單兀的電流信號(hào)輸入端，高壓變壓器的次級(jí)線圈的一端與第一高壓硅堆的正極連接，該第一高壓硅堆的負(fù)極與第一限流電阻的一端連接，該第一限流電阻的另一端同時(shí)與第一高壓電容器的一端和高壓快脈沖單元的正極性直流電壓輸入端連接于節(jié)點(diǎn)al ；高壓變壓器的次級(jí)線圈的另一端與第二高壓硅堆的負(fù)極連接，該第二高壓硅堆的正極與第二限流電阻的一端連接，該第二限流電阻的另一端同時(shí)與第二高壓電容器的一端和高壓快脈沖單元的負(fù)極性直流電壓輸入端連接于節(jié)點(diǎn)a2，高壓快脈沖單元正極直流電壓輸出端HV+、負(fù)極直流電壓輸出端HV-和直流電壓地GND輸出端為負(fù)載連接端；高壓變壓器的次級(jí)線圈的中間抽頭同時(shí)與第一高壓電容器的另一端、第二高壓電容器的另一端和高壓快脈沖單元的輸入直流電壓的電源地連接；微機(jī)控制單元的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷控制信號(hào)輸出端與高壓快脈沖單元的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷控制信號(hào)輸入端連接，微機(jī)控制單元的一對(duì)正負(fù)極調(diào)壓控制信號(hào)輸出端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元的一對(duì)正負(fù)極調(diào)壓控制信號(hào)輸入端連接，微機(jī)控制單元的一對(duì)正負(fù)極過(guò)流保護(hù)信號(hào)輸出端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元的一對(duì)正負(fù)極過(guò)流保護(hù)控制信號(hào)輸入端連接。本發(fā)明所述的原油電脫水高壓供電裝置用于原油電脫水用的高壓直流和高壓快脈沖分時(shí)交替工作的高壓供電裝置，以有效消除原油電脫水過(guò)程中穩(wěn)定導(dǎo)電水漣的形成，防止持續(xù)放電，避免了因高壓脫水電場(chǎng)的倒塌及高壓供電裝置容量需求增加的現(xiàn)象，達(dá)到了保證高壓脫水電場(chǎng)的穩(wěn)定建立的目的。


圖1為原油電脫水高壓供電裝置的電氣原理示意圖；圖2為高壓快脈沖單元的電氣原理圖；圖3為高壓快脈沖單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的原油電脫水高壓供電裝置，它包括投切調(diào)壓執(zhí)行單元1、電壓傳感器2、限流電抗器3、高壓變壓器4、第一高壓硅堆5、第一限流電阻6、第一高壓電容器7、高壓快脈沖單元8、第二高壓硅堆9、第二限流電阻10、第二高壓電容器11、電流傳感器12和微機(jī)控制單元13，所述的投切調(diào)壓執(zhí)行單元I的一個(gè)電壓輸出端與限流電抗器3的一端連接，該限流電抗器3的另一端與高壓變壓器4的初級(jí)線圈的一端連接，該高壓變壓器4的初級(jí)線圈的另一端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元I另一個(gè)電壓輸出端連接；電壓傳感器2用于檢測(cè)投切調(diào)壓執(zhí)行單兀I的兩個(gè)電壓輸出端之間的電壓信號(hào)，并且該電壓信號(hào)輸出給微機(jī)控制單兀13的電壓信號(hào)輸入端；電流傳感器12用于檢測(cè)投切調(diào)壓執(zhí)行單元I輸出的電流信號(hào)，并且該電流信號(hào)輸出給微機(jī)控制單元13的電流信號(hào)輸入端，高壓變壓器4的次級(jí)線圈的一端與第一高壓硅堆5的正極連接，該第一高壓硅堆5的負(fù)極與第一限流電阻6的一端連接，該第一限流電阻6的另一端同時(shí)與第一高壓電容器7的一端和高壓快脈沖單元8的正極性直流電壓輸入端連接于節(jié)點(diǎn)al ；高壓變壓器4的次級(jí)線圈的另一端與第二高壓硅堆9的負(fù)極連接，該第二高壓硅堆9的正極與第二限流電阻10的一端連接，該第二限流電阻10的另一端同時(shí)與第二高壓電容器11的一端和高壓快脈沖單元8的負(fù)極性直流電壓輸入端連接于節(jié)點(diǎn)a2，高壓快脈沖單元8正極直流電壓輸出端HV+、負(fù)極直流電壓輸出端HV-和直流電壓地GND輸出端為負(fù)載連接端；高壓變壓器4的次級(jí)線圈的中間抽頭同時(shí)與第一高壓電容器7的另一端、第二高壓電容器11的另一端和高壓快脈沖單元8的輸入直流電壓的電源地連接；微機(jī)控制單元13的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷控制信號(hào)輸出端與高壓快脈沖單元8的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷控制信號(hào)輸入端連接，微機(jī)控制單元13的一對(duì)正負(fù)極調(diào)壓控制信號(hào)輸出端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元I的一對(duì)正負(fù)極調(diào)壓控制信號(hào)輸入端連接，微機(jī)控制單元13的一對(duì)正負(fù)極過(guò)流保護(hù)信號(hào)輸出端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元I的一對(duì)正負(fù)極過(guò)流保護(hù)控制信號(hào)輸入端連接。本實(shí)施方式的有益效果是通過(guò)間歇式高壓快脈沖放電來(lái)消除脫水器內(nèi)穩(wěn)定導(dǎo)電水漣的形成，保證脫水電場(chǎng)的穩(wěn)定建立，提高原油電脫水質(zhì)量與效率，并降低脫水供電裝置的容量。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖2具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的原油電脫水高壓供電裝置的區(qū)別在于，高壓快脈沖單元8包括第三高壓電容器8-10、第一電磁繼電器、第四高壓電容器8-11和第二電磁繼電器，所述的第一電磁繼電器包括第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4和第一電磁繼電器的線圈8-12 ;第二電磁繼電器包括第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5和第二電磁繼電器的線圈8-13，所述的第三高壓電容器8-10的一端與第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4的一端連接于節(jié)點(diǎn)al，該第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4的另一端與正極直流電壓輸出端HV+連接，第一電磁繼電器的線圈8-12與第二電磁繼電器的線圈8-13并聯(lián)后的兩端作為高壓快脈沖單元8的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷輸入端與微機(jī)控制單元13的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷輸出端連接；第四高壓電容器8-11的一端與第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5的一端連接于節(jié)點(diǎn)a2，該第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5的另一端與負(fù)極直流電壓輸出端HV-連接；第三高壓電容器8-10的另一端同時(shí)與第四高壓電容器8-11的另一端和直流電壓地GND輸出端連接。本發(fā)明的工作原理為單相交流電壓AC220經(jīng)投切調(diào)壓執(zhí)行單元I進(jìn)行調(diào)壓及投切控制后送至限流電抗器3，然后輸出至高壓變壓器4將低壓升壓至脫水所需的交流高壓，高壓變壓器4次級(jí)線圈采用雙繞組中間抽頭接地接線方式，其兩路高壓輸出分別接到第一高壓硅堆5和第二高壓硅堆9，第一高壓硅堆5將交流整流成正極性直流并經(jīng)第一限流電阻6對(duì)第一高壓電容器7進(jìn)行充電，第二高壓硅堆9將交流整流成負(fù)極性直流并經(jīng)第二限流電阻10對(duì)第二高壓電容器11進(jìn)行充電，該正、負(fù)極性直流高壓輸入至高壓快脈沖單元8。微機(jī)控制單元13的輸出分別對(duì)投切高壓執(zhí)行單元I和高壓快脈沖單元8進(jìn)行控制，并通過(guò)電壓傳感器2 (VT)和電流傳感器12 (CT)分別對(duì)主供電回路的電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)電壓和電流監(jiān)測(cè)值判斷高壓脫水電極是否有由于水漣而形成高壓電極間的短路存在。當(dāng)無(wú)短路存在時(shí)利用微機(jī)控制單元13控制高壓快脈沖單元8內(nèi)部的兩個(gè)電磁繼電器的常開開關(guān)，使高壓快脈沖單元8輸出高壓直流電壓；當(dāng)存在短路時(shí)，微機(jī)控制單元13發(fā)出指令，斷開對(duì)原油脫水容器的高壓直流供電，并對(duì)高壓快脈沖單元8內(nèi)部的高壓電容器(圖3中8-10和8-11)進(jìn)行充電，當(dāng)高壓電容器(圖3中8-10和8-11)充滿電壓后控制投切調(diào)壓執(zhí)行單元I切斷主回路的控電，并控制高壓快脈沖單元8內(nèi)部的常開開關(guān)(圖3中8-4和8-5)閉合，此時(shí)高壓電容器(圖3中8-10和8-11)儲(chǔ)存的能量通過(guò)高壓開關(guān)向負(fù)載放電，利用放電產(chǎn)生的高能量密度大電流，將脫水電極內(nèi)的短路水漣沖開，并使脫水容器內(nèi)的電場(chǎng)得到重新恢復(fù)與建立，以保證高壓供電裝置對(duì)脫水容量的穩(wěn)定供電與脫水。如圖3所示，高壓快脈沖單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為開關(guān)安裝板8-1、正極高壓出線端8-2、負(fù)極高壓出線端8-3、第一電磁繼電器、第二電磁繼電器、正極高壓進(jìn)線端8-6、負(fù)極高壓進(jìn)線端8-7、第一高壓拉桿8-8、第二高壓拉桿8-9、第三高壓電容器8-10、第四高壓電容器8-11和安裝底板8-14，第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4的上端和第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5的上端固定于開關(guān)安裝板8-1的下表面，正極高壓出線端8-2和負(fù)極高壓出線端8-3位于開關(guān)安裝板8-1的上表面，正常情況下第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4和第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5高壓觸頭閉合，正、負(fù)極性高壓由正極高壓進(jìn)線端8-6和負(fù)極高壓進(jìn)線端8-7引入，并通過(guò)正極高壓出線端8-2和負(fù)極高壓出線端8-3輸出接至負(fù)載；當(dāng)脫水電極存在水漣時(shí)，第一電磁繼電器的線圈8-12和第二電磁繼電器的線圈8-13動(dòng)作，使第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4和第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5高壓觸頭斷開，此時(shí)高壓輸出被截止，輸入的正負(fù)極性高壓分別對(duì)第三高壓電容器8-10和第四高壓電容器8-11進(jìn)行充電，脈沖電容器充滿電后第一電磁繼電器的線圈8-12和第二電磁繼電器的線圈8-13被控制彈開,帶動(dòng)第一電磁繼電器的常開開關(guān)8-4和第二電磁繼電器的常開開關(guān)8-5閉合，脈沖電容器通過(guò)高壓開關(guān)對(duì)負(fù)載放電形成正負(fù)極性高壓快脈沖。
權(quán)利要求
1.原油電脫水高壓供電裝置，其特征在于，它包括投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)、電壓傳感器(2)、限流電抗器(3)、高壓變壓器(4)、第一高壓硅堆(5)、第一限流電阻(6)、第一高壓電容器(7)、高壓快脈沖單元(8)、第二高壓硅堆(9)、第二限流電阻(10)、第二高壓電容器(11)、電流傳感器(12)和微機(jī)控制單元(13)， 所述的投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)的一個(gè)電壓輸出端與限流電抗器(3)的一端連接，該限流電抗器(3)的另一端與高壓變壓器(4)的初級(jí)線圈的一端連接，該高壓變壓器(4)的初級(jí)線圈的另一端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)另一個(gè)電壓輸出端連接；電壓傳感器(2)用于檢測(cè)投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)的兩個(gè)電壓輸出端之間的電壓信號(hào)，并且該電壓信號(hào)輸出給微機(jī)控制單元(13)的電壓信號(hào)輸入端；電流傳感器(12)用于檢測(cè)投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)輸出的電流信號(hào)，并且該電流信號(hào)輸出給微機(jī)控制單元(13)的電流信號(hào)輸入端， 高壓變壓器(4)的次級(jí)線圈的一端與第一高壓硅堆(5)的正極連接，該第一高壓硅堆(5)的負(fù)極與第一限流電阻(6)的一端連接，該第一限流電阻(6)的另一端同時(shí)與第一高壓電容器(7)的一端和高壓快脈沖單元(8)的正極性直流電壓輸入端連接于節(jié)點(diǎn)al ； 高壓變壓器(4)的次級(jí)線圈的另一端與第二高壓硅堆(9)的負(fù)極連接，該第二高壓硅堆(9)的正極與第二限流電阻(10)的一端連接，該第二限流電阻(10)的另一端同時(shí)與第二高壓電容器(11)的一端和高壓快脈沖單元(8)的負(fù)極性直流電壓輸入端連接于節(jié)點(diǎn)a2，高壓快脈沖單元(8)正極直流電壓輸出端HV+、負(fù)極直流電壓輸出端HV-和直流電壓地GND輸出立而為負(fù)載連接立而; 高壓變壓器(4)的次級(jí)線圈的中間抽頭同時(shí)與第一高壓電容器(7)的另一端、第二高壓電容器(11)的另一端和高壓快脈沖單元(8)的輸入直流電壓的電源地連接； 微機(jī)控制單元(13)的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷控制信號(hào)輸出端與高壓快脈沖單元(8)的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷控制信號(hào)輸入端連接， 微機(jī)控制單元(13)的一對(duì)正負(fù)極調(diào)壓控制信號(hào)輸出端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)的一對(duì)正負(fù)極調(diào)壓控制信號(hào)輸入端連接， 微機(jī)控制單元(13)的一對(duì)正負(fù)極過(guò)流保護(hù)信號(hào)輸出端與投切調(diào)壓執(zhí)行單元(I)的一對(duì)正負(fù)極過(guò)流保護(hù)控制信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油電脫水高壓供電裝置，其特征在于高壓快脈沖單元(8)包括第三高壓電容器(8-10)、第一電磁繼電器、第四高壓電容器(8-11)和第二電磁繼電器，所述的第一電磁繼電器包括第一電磁繼電器的常開開關(guān)(8-4)和第一電磁繼電器的線圈(8-12);第二電磁繼電器包括第二電磁繼電器的常開開關(guān)(8-5)和第二電磁繼電器的線圈(8-13)， 所述的第三高壓電容器(8-10)的一端與第一電磁繼電器的常開開關(guān)(8-4)的一端連接于節(jié)點(diǎn)al，該第一電磁繼電器的常開開關(guān)(8-4)的另一端與正極直流電壓輸出端HV+連接，第一電磁繼電器的線圈(8-12)與第二電磁繼電器的線圈(8-13)并聯(lián)后的兩端作為高壓快脈沖單元(8)的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷輸入端與微機(jī)控制單元(13)的一對(duì)正負(fù)極高壓通斷輸出端連接； 第四高壓電容器(8-11)的一端與第二電磁繼電器的常開開關(guān)(8-5)的一端連接于節(jié)點(diǎn)a2，該第二電磁繼電器的常開開關(guān)(8-5)的另一端與負(fù)極直流電壓輸出端HV-連接； 第三高壓電容器(8-10)的另一端同時(shí)與第四高壓電容器(8-11)的另一端和直流電壓地GND輸出 端連接。
全文摘要
原油電脫水高壓供電裝置，涉及原油電脫水高壓供電裝置。它為了解決原油電脫水過(guò)程中高壓脫水電極間持續(xù)放電，高壓脫水電場(chǎng)的倒塌及高壓供電裝置容量需求增加的問(wèn)題。它是對(duì)低壓交流進(jìn)行調(diào)壓和限流后，經(jīng)高壓變壓器進(jìn)行升壓，高壓變壓器兩路高壓輸出經(jīng)第一高壓硅堆和第二高壓硅堆整流后形成正、負(fù)極性的高壓直流，并輸入至高壓快脈沖單元；微機(jī)控制單元根據(jù)電壓和電流監(jiān)測(cè)值判斷脫水電極是否有水漣形成，并控制高壓快脈沖單元的投切，正常脫水情況下高壓快脈沖單元輸出正負(fù)極性直流，當(dāng)由于存在水漣而導(dǎo)致短路時(shí)，高壓快脈沖單元向負(fù)載施加間歇式高壓大電流脈沖，直至將水漣打開，使脫水容器內(nèi)的電場(chǎng)得到恢復(fù)。本發(fā)明應(yīng)用于原油加工過(guò)程中。
文檔編號(hào)H02M9/04GK103023367SQ20121054370
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者陳慶國(guó), 梁雯, 張博, 王新宇, 魏新勞, 王永紅 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)