没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于CS5463的便携式电能分析仪设计
资源推荐
资源详情
资源评论
检测与仪表
化工自动化及仪表,2009,36(3):57-59
Control
and
Instruments
in
Chemical
Industry
基于CS5463的便携式电能分析仪设计
刘贤锴
(山东政法学院信息科学技术系,济南250014)
摘要:针对目前所使用的电能分析仪器体积大、交流供电、价格高等问题,设计一种适合油田野外现场的使
用要求,用电池供电的便携式低成本电能分析仪。提出并使用了抽油机的功率法平衡度计算、测量方法。使用电
能芯片CS5463和主控芯片STC89C58RD+组成系统,对交流电流、电压的有效值、瞬时值、有功功率、无功功率、
功率因数进行实时分析。采取低功耗设计和能量管理,实现了设计要求,满足了使用现场的需要。
关键词:CS5463;便携式电能分析仪;功率法平衡度测量
中图分类号:TP274
文献标识码:A
文章编号:1000-3932(2009)03-0057-03
1引
言
机械式有杆采油俗称抽油机。目前,中石油拥
有抽油机的油井占采油井数的92%,原油产量占总
产量的82%以上,中石化所属的胜利油田的近l万
多口井基本上也是这个比例’11。抽油机安装于野
外,使用220
V或者380
V工频供电,采油的成本约
有20%在耗电方面’21。由于井下的油质和地质因
素,抽油机在提升和下落的整个过程中,负荷一直在
发生变化,当抽油机工作于不平衡状态时,对电能的
浪费很大。因此,周期性地检测采油机的工作状况、
对异常情况进行及时处理,对提高设备寿命、降低采
油成本有着重要的现实意义。
各油田现在普遍使用的进口电能分析仪体积
大、操作复杂(英文、日文界面)、成本高(每台几万
元人民币)、使用不便(需要提供220
VAC供电)、取
得数据后在现场不能马上得到平衡度参数。鉴于
此,设计了一种适合采油机的检测技术要求、便携
式、电池供电、快速实时的分析计算、低成本(为进口
设备的十分之一)等特点的电能分析仪器。
2抽油机的平衡度
抽油机的平衡度是该设备的重要工作指标”1,
描述如下:
设抽油机在下冲程时电动机消耗的电流记为
,下,上冲程时电动机消耗的电流记为,.,由于在整
个冲程中负载不断发生变化,所以,下和,,也是不断
变化的,,F和,r的变化过程中的最大值记为,F一和
,上一,则抽油机的平衡度P,可以表示为:
耻鲁×·oo%
式(1)是目前国家标准的抽油机平衡度计算公
式㈨。同时根据国内外的经验,当平衡度小于20%
时,为深度不平衡井,需要尽快调整;平衡度大于
40%时,为较好的平衡井。
在分析抽油机的工作中过程发现,抽油机上、下
行程中,由于负载的变化,电动机工作时,其功率因
数必定要发生变化,而功率因数直接决定了有功功
率的大小,这是不能通过工作电流直接反应的,因为
工作电流和工作电压的相位差是和负荷变化密切有
关的。所以,使用功率变化应更能准确地反映上、下
行程的抽油机平衡状况,因此提出改进的公式为:
D
,
l, l
P,=#×100%=j≠理竺;≠华×100%
(2)
r下哪
J下吣r下一^下
式中:P,——功率法平衡度;P
r一——上行程时达
到的最大功率;P下。。——下行程时达到的最大功
率;y
E~——上行程Pt~时的最大工作电压;
咋。,——下行程P下一时的最大工作电压;A上——
上行程P,一时的最大正功率因数;A下——下行程
P下。,时的最大正功率因数。
由式(2)可见,,、y、A三个参数在抽油机的工作
过程中是不断变化的,三个参数的乘积最大值需要
在抽油机的运行中实时动态测量计算。
3
电能芯片CS5463
美国CIRRUS公司推出的用于电能测量的专用
芯片CS5460A诤o,是一种测量单相能量的芯片,三片
芯片的组合使用也可以测量三相电。2006年推出的
CS5463仍采用CS5460A的内核,但是增加了输出信
息的种类(即无功功率Q和功率因数A)。除了具有
通过串行口SPI输出的数字编码信号外,还能够通过
收稿日期:2009-04—16(修改稿)
基金项目:山东省教育厅2008高等学校青年骨干教师国内
访问学者资助项目(鲁教人函(2007)22号)
万方数据
资源评论
legendruo
- 粉丝: 0
- 资源: 4
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功