CN105114335B - 潜油电泵防反转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种潜油电泵防反转装置。主要解决了潜油电泵停机后发生反转导致再次启动时容易损坏电机轴的问题。包括CPU、检测电路、RS485串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED报警显示电路，通过检测电路对反转电压及电流的检测来判断潜油电泵的反转状态，从而避免在反转时启动潜油电泵。本发明具有检测效果好，体积小，成本低廉的特点。
Description
技术领域
本发明涉及潜油电泵领域，是一种潜油电泵保护装置，具体是一种潜油电泵防反转装置。
背景技术
潜油电泵液体举升装置是一种无杆井下机械采油装备，其作用是将井下的液体抽送到地面。潜油电泵系统主要分为两大部分。一是井下部分包括：潜油电机、潜油泵、保护器、分离器、井下测试装置；二是地面设备，主要有：变压器、接线盒、控制柜。潜油电泵工作原理是，电能通过潜油电缆将电能传递给潜油电机，潜油电机将电能转化为机械能，带动潜油电泵高速旋转，将油井中的液体通过油管举升至地面。由于潜油电泵系统工作环境恶劣，作业费用极高，因此保证整个系统的持续稳定运转极为重要。
当潜油电泵停机后，在没有安装单流阀或自动回流单流阀的情况下，油管里的井液会在重力作用下自动回流，导致潜油电机在井液作用下随泵反转。目前电泵停机后，按照电泵操作规程，通常需要停机后30-60分钟才可以重新启动。但是当有关沉没度高的情况由于油管井液量大，当电机随泵反转时，此时如果机组发生人为或自动启动过程，则电机轴有被扭变形或扭断的危险。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种能在潜油电泵停机后显示潜油电泵状态，且能防止电泵反转时发生误操作损坏电机轴的潜油电泵防反转装置。
本发明所采用的技术方案是：一种潜油电泵防反转装置，包括CPU、检测电路、RS485串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED报警显示电路，所述的CPU模块包括单片机M68HC16、及与单片机连接的A/D转换器，CPU模块分别连接检测电路、RS485串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED报警显示电路；其中，所述的检测电路包括漏电电流检测电路、三相交流电流检测电路、三相交流电压检测电路，漏电电流检测电路包括漏电电流互感器、漏电电流信号处理电路，所述的CPU模块通过RS485串口通讯模块连接上位机，所述的反转继电器驱动模块安装在潜油电泵供电电路中，所述的LED报警显示电路包括报警LED显示、停止LED显示、反转LED显示；
漏电电流检测电路包括漏电电流互感器、漏电电流信号处理电路，漏电电流互感器通过漏电电流信号处理电路连接CPU模块中的A/D转换器，三相交流电流检测电路包括三相电流互感器、三相电流信号处理电路,三相电流互感器通过三相电流信号处理电路连接CPU模块中的A/D转换器，三相交流电压检测电路包括线性光隔器、三相电压处理电路，线性光隔器通过三相电压信号处理电路连接CPU模块中的A/D转换器。
有益效果：由于采用本发明所采用的技术方案，可有效的检测电泵机组反转时锁产生的电动势，可根据反转电动势判断出潜油电泵机组所处的状态，输出开关量，保证潜油电泵机组正常稳定工作，避免了在电机反转过程中由于认为误操作或自启动潜油电泵机组，造成电机轴扭曲变形或扭断，起到保护井下机组的作用。
附图说明
图1为本发明结构框图。
图2为本发明工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
由图1所示的一种潜油电泵防反转装置，包括CPU、检测电路、RS485串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED报警显示电路，所述的CPU模块包括单片机M68HC16、及与单片机连接的A/D转换器，CPU模块分别连接检测电路、RS485串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED报警显示电路；其中，所述的检测电路包括漏电电流检测电路、三相交流电流检测电路、三相交流电压检测电路，漏电电流检测电路包括漏电电流互感器、漏电电流信号处理电路；
所述的CPU模块通过RS485串口通讯模块连接上位机，上位机通过RS485串口通讯模块连接多台油电泵防反转装置，构成主从式通信结构，只用一台上位机作为主机，其它各台从机之间不能通信，即使有信息交换也必须通过主机转发；
所述的反转继电器驱动模块安装在潜油电泵供电电路中，当检测电路检测到反转信号时通过反转继电器驱动模块切断潜油电泵供电电源，防止潜油电泵在反转状态下启动；
所述的LED报警显示电路包括报警LED显示、停止LED显示、反转LED显示；能提示操作人员潜油电泵的状态，从而判断是否可以进行启动；
漏电电流检测电路包括漏电电流互感器、漏电电流信号处理电路，漏电电流互感器通过漏电电流信号处理电路连接CPU模块中的A/D转换器，三相交流电流检测电路包括三相电流互感器、三相电流信号处理电路,三相电流互感器通过三相电流信号处理电路连接CPU模块中的A/D转换器，三相交流电压检测电路包括线性光隔器、三相电压处理电路，线性光隔器通过三相电压信号处理电路连接CPU模块中的A/D转换器，其中三相交流电压检测电路中检测元件采用线性光隔器，由于探测器对电压的精度要求不高，采用线性光隔器可以大大减小系统的体积，漏电电流信号处理电路、三相电流信号处理电路、三相交流电压处理电路中均包括运算放大器及整流滤波电路，将检测到的信号进行放大滤波整形后通过A/D转换器输入单片机。
由图2所示的潜油电泵防反转装置工作流程，首先装置延时2ms进行采样，潜油电泵停机后存在剩余电流，这潜油电泵发生反转产生的反转电动势会抵消部分剩余电流从而降低检测到的电流值，需要对CPU模块预设电流值，若检测到的电流值大于等于设定值时，为防止干扰，探测器对电流进行连续检测，停止LED显示灯亮，表示潜油电泵没有反转，若检测到的电流值小于设定值，则进入反转电压检测程序，若线性光隔器检测到反转电压，反转LED显示灯亮、报警LED显示灯亮，且同时CPU模块控制反转继电器驱动模块切断潜油电泵供电线路，彻底避免潜油电泵在反转状态下启动的可能，为保证操作及潜油电泵运行安全，设置有漏电电流检测电路，若三相交流电压检测电路检测到反转电压消失反转停止，此时漏电漏电电流互感器若检测到漏电流信号，报警LED显示灯亮，提醒操作人员排查线路，保证潜油电泵安全运行。
Claims (2)
1.一种潜油电泵防反转装置，包括 CPU 模块、检测电路、RS485 串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED 报警显示电路，其特征在于：所述的 CPU 模块分别连接检测电路、RS485 串口通讯模块、反转继电器驱动模块、LED 报警显示电路；其中，所述的检测电路包括漏电电流检测电路、三相交流电流检测电路、三相交流电压检测电路，漏电电流检测电路包括漏电电流互感器、漏电电流信号处理电路，所述的 CPU 模块通过 RS485 串口通讯模块连接上位机，所述的反转继电器驱动模块安装在潜油电泵供电电路中，所述的 LED 报警显示电路包括报警 LED 显示、停止 LED 显示、反转 LED 显示。
2.根据权利要求 1 所述的潜油电泵防反转装置，其特征在于：漏电电流检测电路包括漏电电流互感器、漏电电流信号处理电路，漏电电流互感器通过漏电电流信号处理电路连接 CPU 模块中的 A/D 转换器，三相交流电流检测电路包括三相电流互感器、三相电流信号处理电路，三相电流互感器通过三相电流信号处理电路连接 CPU 模块中的 A/D 转换器，三相交流电压检测电路包括线性光隔器、三相电压处理电路，线性光隔器通过三相电压信号处理电路连接 CPU 模块中的 A/D 转换器。
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