專利名稱：抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器，尤其涉及一種抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器。
背景技術(shù)：
目前，油田抽油機(jī)一般是一臺變壓器拖動一臺Y系列電動機(jī)，為了保證啟動轉(zhuǎn)矩的要求， 配備的容量都較大(30kW——55kW)，而實(shí)際運(yùn)行功率為2.5kW——12kW，電動機(jī)的負(fù)載 率一般為10%——20%。線路功率因數(shù)0.25——0.4，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于供電部門0.85的要求。抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的特點(diǎn)如下在額定電壓狀態(tài)下，啟動轉(zhuǎn)矩較大，可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的3倍左右；效率較高，額定狀況F效率達(dá)95%;功率因數(shù)高，額定狀況下可以達(dá)到0.9以上，在抽油機(jī)的狀況可以達(dá)到0.85以 上。施加定子電壓低于臨界反電勢時呈容性負(fù)載狀態(tài)運(yùn)行，高于臨界反電勢時呈感性負(fù)載狀 態(tài)運(yùn)行，施加永磁電機(jī)定子電壓偏離臨界反電勢越多功率因數(shù)就越低。只有當(dāng)永磁電機(jī)呈容 性負(fù)載狀態(tài)運(yùn)行時，正好抵消一部分變壓器的感性負(fù)載，使其變壓器的一次側(cè)功率因數(shù)不加 電容補(bǔ)償就可接近"1"，既減少線路損耗，又增加了線路的供電能力，還提高了供電質(zhì)量。 目甜供電線路和現(xiàn)有變壓器的特點(diǎn)如下抽油機(jī)供電線路6 kV(10kV)較長，平均長度約10kM，最長的20kM，線路過長使線路的首端和末端電壓差很大，超過±10%;目前的抽油機(jī)普通變壓器一次側(cè)分接開關(guān)只有3檔，只有±5%的調(diào)節(jié)余量。雖有某些電源裝置可與永磁電機(jī)配套使用，以增大電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩，做到了變壓器、電動 機(jī)的容量下降2——3個功率等級，電機(jī)、變壓器的負(fù)載率增大，但無法保證6kV(10kV)線路 的首端和末端電壓值在永磁電機(jī)臨界反電勢點(diǎn)附近。而與永磁電機(jī)配套使用的多級有載自動 調(diào)壓變壓器，該項(xiàng)技術(shù)可以使線路的首端和末端電壓基本都可以調(diào)整到永磁電機(jī)所需值，且 在負(fù)載率小于15%時效果特別明顯(僅占抽油機(jī)井的10%左右)；但是約有90°/。的抽油機(jī)井 因該變壓器成本較高和難以實(shí)現(xiàn)變壓器與電機(jī)的等容啟動而無法大面積推廣應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決目前的變壓器無法滿足油田抽油機(jī)專用永磁電機(jī)啟動及 運(yùn)行要求，造成線路功率因數(shù)偏低，電力線路損耗過大，能源浪費(fèi)較多等問題，提供一種具 有結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)變壓器與電機(jī)的等容啟動，并能減小額定容量，提高線路功 率因數(shù)，有效減少電力線路損耗等優(yōu)點(diǎn)的抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，它包括變壓器主體，其一次側(cè)接輸入電源，二 次側(cè)為輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組，所述變壓器主體的二次側(cè)通過切換開關(guān)裝置連接負(fù)載；其次側(cè)為多級抽頭的初級繞組，并通過分接開關(guān)裝置與輸入電源連接。 所述切換開關(guān)裝置包括一個三相雙擲開關(guān)，它的輸入端分別與輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組 連接，同時三相雙擲開關(guān)的輸出端經(jīng)電流傳感器接負(fù)載，電流傳感器的輸出端還與電流控制 器的輸入端連接，電流控制器的輸出端接三相雙擲開關(guān)。所述變壓器主體一次側(cè)為多級抽頭的三相初級繞組，每相繞組由九段組成，共1個接點(diǎn)； 它們與分接開關(guān)裝置連接。所述分接幵關(guān)裝置由6kV /10kV的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)和手動調(diào)壓開關(guān)組成，變壓器主體的初 級繞組兩端與6kV /10kV的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，同時初級繞組的抽頭則與有8檔分接開關(guān)的 手動調(diào)壓開關(guān)連接，星角轉(zhuǎn)換開關(guān)與輸入電源連接。所述三相初級繞組中，A相有al、 a2、 a3、 a4、 a5、 a6、 a7、 a8、 a9、 alO和a個接點(diǎn)， 其中al、 a3、 a5、 a7、 a9、 a10為一個獨(dú)立繞組，a2、 a4、 a6、 a8和a為同向繞制的另一個獨(dú)
立繞組B相有bl、 b2、 b3、 b4、 b5、 b6、 b7、 b8、 b9、固和b個接點(diǎn)，其中接點(diǎn)b]、 b3、 b5、 b7、 b9、 b10為一個獨(dú)立繞組，b2、 b4、 b6、 b8和b為同向繞制的另一個獨(dú)立繞組；C 相有cl、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6、 c7、 c8、 c9、 c10、 c個接點(diǎn)，其中接點(diǎn)cl、 c3、 c5、 c7、 c9、 clO為--個獨(dú)立繞組，c2、 c4、 c6、 c8、 c為同向繞制的另一獨(dú)立繞組。所述手動調(diào)壓開關(guān)有8檔調(diào)壓，在一檔時A相繞組中al、 a2接點(diǎn)連通；B相繞組中bl、 b2接點(diǎn)連通；C相繞組中cl、 c2接點(diǎn)連通；在二檔時A相繞組中a2、 a3接點(diǎn)連通；B相繞 組中b2、 b3、接點(diǎn)連通；C相繞組中c2、 c3接點(diǎn)連通；在三檔時A相繞組中a3、 a4接點(diǎn)連 通B相繞組中b3、 b44接點(diǎn)連通；C相繞組中c3、 c4接點(diǎn)連通；在四檔時A相繞組中a4、 a5接點(diǎn)連通；B相繞組中b4、 b5接點(diǎn)連通；C相繞組中c4、 c5接點(diǎn)連通；在五檔時A相繞 組中a5、 a6接點(diǎn)連通B相繞組中b5、 b6接點(diǎn)連通；C相繞組中c5、 c6接點(diǎn)連通在六檔 時A相繞組中a6、 a7接點(diǎn)連通；B相繞組中b6、 b7接點(diǎn)連通；C相繞組中c6、 c7接點(diǎn)連通 在七檔時A相繞組中a7、 a8接點(diǎn)連通；B相繞組中b7、 b8接點(diǎn)連通；C相繞組中c7、 c8接 點(diǎn)連通在八檔時A相繞組中a8、 a9接點(diǎn)連通；B相繞組中b8、 b9接點(diǎn)連通；C相繞組中 c8、 c9接點(diǎn)連通。本實(shí)用新型在變壓器的二次側(cè)采用將切換開關(guān)連接一個電流控制器，在輸出電源上有電 流傳感器，電流傳感器的輸出接電流控制器的輸入端，電流控制器的輸出端接切換開關(guān)并控 制其切換。在變壓器的一次側(cè)采用多級抽頭繞組，每相繞組由九段組成，共ll個接點(diǎn)，各接 點(diǎn)與手動調(diào)壓開關(guān)連接。手動調(diào)壓開關(guān)有8檔，在每一檔中，每相繞組中相鄰序號的兩接點(diǎn) 連通，這樣檔位越高每相繞組的線園數(shù)量越少，變壓器次級輸出電壓就越高，可實(shí)現(xiàn)對輸出 電壓的調(diào)整。另外，為適應(yīng)油田有10KV和6KV電網(wǎng)的需要，采用了一個轉(zhuǎn)換變壓器星形接 法還是三角形接法的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)，它用在6KV電網(wǎng)的三角形接法時，A相繞組是a、 clO 接點(diǎn)相連，B相繞組是b、 alO接點(diǎn)相連；C相繞組是c、 blO接點(diǎn)相連。當(dāng)用于10KV電網(wǎng) 的星形接法時，A相、B相、C相繞組的末端接點(diǎn)都是a9、 b9和c9相連。本實(shí)用新型的有益效果是1、 實(shí)現(xiàn)了變壓器與電機(jī)的等容啟動且減小額定容量，采用低壓側(cè)調(diào)壓轉(zhuǎn)換技術(shù)，電機(jī)啟 動時實(shí)現(xiàn)電壓的快速調(diào)整。2、 保證了供電線路首端和末端的永磁電機(jī)都能工作在臨界反電勢點(diǎn)附近，采用一次側(cè)8 檔調(diào)E技術(shù)，手動調(diào)節(jié)，滿足±10%波動的需要，而傳統(tǒng)的變壓器不能滿足永磁電機(jī)的使用要求。3、 該變壓器既解決永磁電機(jī)與變壓器的等容啟動——增大電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩，又保證了供 電線路首端和末端的永磁電機(jī)都能工作在臨界反電勢點(diǎn)附近，保證了永磁電機(jī)始終呈容性負(fù) 載狀態(tài)運(yùn)行，在不加電容補(bǔ)償?shù)那闆r下，可以使線路的功率接近于"1"。4、 變壓器的一次側(cè)電壓適應(yīng)6kV/10kV 二種等級，為6kV升級打下基礎(chǔ)。該變壓器不 僅可以在抽油機(jī)上使用，也可以在其他領(lǐng)域(變壓器電動機(jī)等容的情況下，電動機(jī)難以啟動 時)使用。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為變壓器一次側(cè)與分接開關(guān)裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、 6kV/10kV進(jìn)線，2、手動調(diào)壓開關(guān)，3、星角轉(zhuǎn)換開關(guān)，4、變壓器主體，5、 三相雙擲開關(guān)，6、電流傳感器，7、電流控制器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1中，變壓器主體4二次側(cè)為輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組，它通過切換開關(guān)裝置連接負(fù) 載其一次側(cè)為有多級抽頭的初級繞組，并通過分接開關(guān)裝置與輸入電源6kV /10kV進(jìn)線1
連接。切換開關(guān)裝置包括一個三相雙擲開關(guān)5，它的輸入端分別與輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組 連接，同時三相雙擲開關(guān)5的輸出端經(jīng)電流傳感器6接負(fù)載，電流傳感器6采用的是電流互 感器，電流傳感器6的輸出端還與電流控制器7的輸入端連接，電流控制器7的輸出端接三 相雙擲開關(guān)5，并控制其切換。圖2中，變壓器主體4一次側(cè)為有多級抽頭的三相初綠繞組，每相繞組由九段組成，共 ll個接點(diǎn)。其中，A相有al、 a2、 a3、 a4、 a5、 a6、 a7、 a8、 a9、 al0和a個接點(diǎn)，其中al、 a3、 a5、 a7、 a9、 a10為一個獨(dú)立繞組，a2、 a4、 a6、 a8和a為同向繞制的另一個獨(dú)立繞組； B相有bl、 b2、 b3、 b4、 b5、 b6、 b7、 b8、 b9、 bl0和b個接點(diǎn)，其中接點(diǎn)bl、 b3、 b5、 b7、 b9、 blO為一個獨(dú)立繞組，b2、 b4、 b6、 b8和b為同向繞制的另一個獨(dú)立繞組；C相有cl、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6、 c7、 c8、 c9、 c10、 c個接點(diǎn)，其中接點(diǎn)cl、 c3、 c5、 c7、 c9、 c10為一 個獨(dú)立繞組，c2、 c4、 c6、 c8、 c為同向繞制的另一獨(dú)立繞組。分接開關(guān)裝置由6kV /10kV的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)3和手動調(diào)壓開關(guān)2組成，變壓器主體的初 級繞組的首、末端與6kV/10kV的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)3連接，星角轉(zhuǎn)換開關(guān)3還與有8檔分接開 關(guān)的手動調(diào)壓開關(guān)2連接，該手動調(diào)壓開關(guān)2與初級繞組的抽頭連接。手動調(diào)壓開關(guān)2有8檔調(diào)壓，在一檔時A相繞組中al、 a2接點(diǎn)連通；B相繞組中bl、 b2接點(diǎn)連通；C相繞組中cl、 c2接點(diǎn)連通在二檔時A相繞組中a2、 a3接點(diǎn)連通；B相繞 組中b2、 b3、接點(diǎn)連通；C相繞組中c2、 c3接點(diǎn)連通；在三檔時A相繞組中a3、 a4接點(diǎn)連 通；B相繞組中b3、 b44接點(diǎn)連通；C相繞組中c3、 c4接點(diǎn)連通；在四檔時A相繞組中a4、 a5接點(diǎn)連通；B相繞組中b4、 b5接點(diǎn)連通；C相繞組中c4、 c5接點(diǎn)連通；在五檔時A相繞 組中a5、 a6接點(diǎn)連通B相繞組中b5、 b6接點(diǎn)連通；C相繞組中c5、 c6接點(diǎn)連通；在六檔 時A相繞組中a6、 a7接點(diǎn)連通；B相繞組中b6、 b7接點(diǎn)連通；C相繞組中c6、 c7接點(diǎn)連通； 在七檔時A相繞組中a7、 a8接點(diǎn)連通；B相繞組中b7、 b8接點(diǎn)連通；C相繞組中c7、 c8接 點(diǎn)連通在八檔時A相繞組中a8、 a9接點(diǎn)連通；B相繞組中b8、 b9接點(diǎn)連通；C相繞組中 c8、 c9接點(diǎn)連通。為適應(yīng)油田有IOKV和6KV電網(wǎng)的需要，采用了一個轉(zhuǎn)換變壓器星形接法還是三角形接 法的呈角轉(zhuǎn)換開關(guān)，它用在6KV電網(wǎng)的三角形接法時，A相繞組是a、 clO接點(diǎn)相連，B相 繞組是b、 alO接點(diǎn)相連C相繞組是c、 blO接點(diǎn)相連。當(dāng)用于10KV電網(wǎng)的星形接法時，A 相、B相、C相繞組的接點(diǎn)都是a9、 b9、 c9相連。
權(quán)利要求1、一種抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，它包括變壓器主體，其一次側(cè)接輸入電源，二次側(cè)為輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組，其特征是所述變壓器主體的二次側(cè)通過切換開關(guān)裝置連接負(fù)載；其一次側(cè)為多級抽頭的初級繞組，并通過分接開關(guān)裝置與輸入電源連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，其特征是所述切換幵關(guān) 裝置包括一個三相雙擲開關(guān)，它的輸入端分別與輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組連接，同時三相雙 擲開關(guān)的輸出端經(jīng)電流傳感器接負(fù)載，電流傳感器的輸出端還與電流控制器的輸入端連接， 電流控制器的輸出端接三相雙擲開關(guān)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，其特征是所述變壓器主 體一次側(cè)為多級抽頭的三相初級繞組，每相繞組由九段組成，共ll個接點(diǎn)；它們與分接開關(guān)裝置連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，其特征是所述分接丌關(guān)裝置由6kV /10kV的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)和手動調(diào)壓開關(guān)組成，變壓器主體的初級繞組兩端與 6kV /10kV的星角轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，同時初級繞組的抽頭還與有8檔分接開關(guān)的手動調(diào)壓開關(guān) 連接，星角轉(zhuǎn)換開關(guān)與輸入電源連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，其特征是所述三相初級 繞組中，A相有al、 a2、 a3、 a4、 a5、 a6、 a7、 a8、 a9、 alO和a個接點(diǎn)，其中al、 a3、 a5、 a7、 a9、 a10為一個獨(dú)立繞組，a2、 a4、 a6、 a8和a為同向繞制的另一個獨(dú)立繞組；B相有 bl、 b2、 b3、 b4、 b5、 b6、 b7、 b8、 b9、 blO和b個接點(diǎn)，其中接點(diǎn)bl、 b3、 b5、 b7、 b9、 blO為一個獨(dú)立繞組，b2、 b4、 b6、 b8和b為同向繞制的另一個獨(dú)立繞組；C相有cl、 c2、 c3、 c4、 c5、 c6、 c7、 c8、 c9、 c10、 c個接點(diǎn)，其中接點(diǎn)cl、 c3、 c5、 c7、 c9、 c10為一個獨(dú) 立.繞組，c2、 c4、 c6、 c8、 c為同向繞制的另一獨(dú)立繞組。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器，其特征是所述手動調(diào)壓 丌關(guān)有8檔調(diào)壓，在一檔時A相繞組中al、 a2接點(diǎn)連通；B相繞組中bl、 b2接點(diǎn)連通；C 相繞組中cl、 c2接點(diǎn)連通；在二檔時A相繞組中a2、 a3接點(diǎn)連通；B相繞組中b2、 b3、接 點(diǎn)連通；C相繞組中c2、 c3接點(diǎn)連通；在三檔時A相繞組中a3、 a4接點(diǎn)連通；B相繞組中 b3、 b44接點(diǎn)連通；C相繞組中c3、 c4接點(diǎn)連通在四檔時A相繞組中a4、 a5接點(diǎn)連通；B 相繞組中b4、 b5接點(diǎn)連通；C相繞組中c4、 c5接點(diǎn)連通；在五檔時A相繞組中a5、 a6接點(diǎn) 連通；B相繞組中b5、 b6接點(diǎn)連通；C相繞組中c5、 c6接點(diǎn)連通；在六檔時A相繞組中a6、 a7接點(diǎn)連通；B相繞組中b6、 b7接點(diǎn)連通；C相繞組中c6、 c7接點(diǎn)連通；在七檔時A相繞 組中a7、 a8接點(diǎn)連通；B相繞組中b7、 b8接點(diǎn)連通；C相繞組中c7、 c8接點(diǎn)連通；在八檔 時A相繞組中a8、 a9接點(diǎn)連通；B相繞組中b8、 b9接點(diǎn)連通；C相繞組中c8、 c9接點(diǎn)連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種抽油機(jī)專用永磁電機(jī)的配套變壓器。它解決了目前變壓器無法滿足油田抽油機(jī)專用永磁電機(jī)啟動和運(yùn)行要求，造成線路功率因數(shù)偏低，電力損耗過大，能源浪費(fèi)等問題，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)變壓器與電機(jī)的等容啟動且減小額定容量，提高線路功率因數(shù)，有效減少電力損耗等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)為它包括變壓器主體，其一次側(cè)接輸入電源，二次側(cè)為輸出啟動繞組和運(yùn)行繞組，所述變壓器主體的二次側(cè)通過切換開關(guān)裝置連接負(fù)載；其一次側(cè)為多級抽頭的初級繞組，并通過分接開關(guān)裝置與輸入電源連接。
文檔編號H01F29/00GK201036144SQ20072002128
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者濤 付, 馮國棟, 師祥洪, 王同義, 王觀軍, 閆敬東 申請人:中國石化股份勝利油田分公司技術(shù)檢測中心