CN113709939B - 井场安全电压照明控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种井场安全电压照明控制系统，包括发电机、稳压控制柜、遥控器和照明灯，发电机的输出端通过稳压控制柜连接并控制多个照明灯，稳压控制柜内设有稳压器和控制开关；来自发电机输出的交流电源连接稳压器的输入端，经稳压器稳压后输出电压经控制开关连接多个LED照明灯。本发明设计合理、构思巧妙、容易制作，其采用低于36V的安全电压作为照明电源及防爆结构的LED照明灯，杜绝了用电安全隐患。采用前后两极稳压器结构，能大幅稳定照明灯具的电压，大大降低了由于频繁启动钻机、空气压缩机等大功率设备，发电机的输出电压波动很大现象的发生，使照明灯正常工作，保障了生产安全及生产进度。

Description

井场安全电压照明控制系统
技术领域
本发明涉及一种照明控制系统，具体涉及一种井场安全电压照明控制系统。
背景技术
目前，石油新井钻井时，均使用发电机为井场通过电力能源，这些电力能源为井场的照明、钻机、空气压缩机提供能源。井场在夜间或光线不足的情况下作业时，均需要灯光照明，目前使用的多为白炽灯，也有少量LED灯等。这类照明灯具均为220V供电，存在高风险的用电安全隐患。另外，井场作业时，由于频繁启动钻机、空气压缩机等大功率设备，发电机的输出电压波动很大，相电压多为在160—400V之间的大幅度波动，当电压过高容易烧毁照明灯具，电压过低时，又不能驱动照明灯正常工作，严重影响生产安全及生产进度。因此设计一种能适用发电机大幅波动电压的照明控制系统很有必要。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种井场安全电压照明控制系统。
其技术方案是：井场安全电压照明控制系统，包括发电机、稳压控制柜和照明灯，发电机的输出端通过稳压控制柜连接并控制多个照明灯，所述稳压控制柜内设有稳压器和控制开关，所述控制开关为手动、遥控两用控制开关；来自发电机输出的交流电源连接稳压器的输入端，经稳压器稳压后输出电压为交流20—30V的安全电压，再经控制开关连接多个交流24V供电的LED照明灯。
进一步地，所述稳压器包括变压器和电压监视器，所述变压器的初级线圈和次级线圈分别设有中间抽头，初级线圈的下端连接第一电压监视器的一电源端和第一电源输入端子，所述初级线圈的上端连接第一电压监视器触点的常开端相连接，第一电压监视器触点的常闭端连接初级线圈的中间抽头，所述第一电压监视器触点的动端连接第一电压监视器的另一电源端和第二电源输入端子；所述次级线圈的上端连接第二电压监视器的一电源端和第一电源输出端子，次级线圈的下端连接第二电压监视器触点的常闭端，第二电压监视器触点的常开端连接次级线圈的中间抽头，第二电压监视器触点的动端连接第二电压监视器另一电源端和第二电源输出端子。
进一步地，所述第一电压监视器和第二电压监视器的结构相同，其包括电阻、电容、二极管、可控硅和继电器，第一电阻的一端和继电器的一电源端相连接为电压监视器的一电源端，第一电阻的另一端连接可变电阻的一静端，可变电阻的动端连接电容的正极和二极管的一端，二极管的另一端连接可控硅的控制极，可控硅的阳极连接继电器的另一电源端，所述可变电阻的另一静端通过第二电阻连接电容的负极、可控硅的阴极为电压监视器的另一电源端。
进一步地，所述第一电压监视器中：电容的容量为0.1μ，其耐压为600V；所述二极管为双向二极管，其耐压为600 V；所述可控硅为三端双向可控硅，其耐压为600 V；所述继电器为工作电压260V的中间继电器；所述第一电阻的阻值为10k，其功率为1W；所述第二电阻的阻值为1k，其功率为1W；所述可调电阻的阻值为1k，其功率为1W；第二电压监视器中：电容的容量为0.1μ，其耐压为60V；所述二极管为双向二极管，其耐压为60 V；所述可控硅为三端双向可控硅，其耐压为60 V；所述继电器为工作电压24V的中间继电器；所述第一电阻的阻值为5.1k，其功率为1/4W；所述第二电阻的阻值为1k，其功率为1/4W；所述可调电阻的阻值为1k，其功率为1/4W。
进一步地，所述初级线圈的上端与其下端之间的输入电压设计为400V，初级线圈的下端与其中间抽头之间的输入电压设计为230V，所述次级线圈的上端与其下端之间的输出电压设计为30V，次级线圈的上端与其中间抽头之间的输出电压设计为24V；所述变压器的输出功率大于20kw。
进一步地，所述稳压控制柜的外壳采用防爆式外壳。
进一步地，所述控制开关包括手动开关、遥控器和遥控开关模块，遥控开关模块的一电源端连接其控制触点的动端，并为本控制开关的一输入端，所述遥控开关模块控制触点的常开端和常闭端分别连接手动开关的常开端和常闭端，手动开关的动端为本控制开关的一个输出端，所述遥控开关模块的另一电源端为本控制开关的公共端，所述公共端与输出端之间连接LED照明灯。
进一步地，所述手动开关为单刀双掷式纽子开关，所述遥控开关模块为至少带有两组控制继电器输出的无线遥控接收板，且该无线遥控接收板上带有AC/DC稳压电源，所述遥控器为与无线遥控接收板相配套的无线电遥控发射器，遥控器与无线遥控接收板通过无线电连接。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：设计合理、构思巧妙、容易制作，在井场夜间或光线不足的情况下作业时，采用低于36V的安全电压作为照明电源及防爆结构的LED照明灯，杜绝了高风险的用电安全隐患。采用变压器前后两极稳压器的结构，能大幅稳定照明灯具的电压，大大降低了由于频繁启动钻机、空气压缩机等大功率设备，发电机的输出电压波动很大现象的发生，使照明灯正常工作，保障了生产安全及生产进度。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图；
图2是图1中稳压器的电路图；
图3是图2中第一、第二电压监视器的电路图；
图4是图2中控制开关的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1，一种井场安全电压照明控制系统，包括发电机、稳压控制柜和照明灯，发电机的输出端通过稳压控制柜连接并控制多个防爆结构的LED照明灯，所述稳压控制柜内设有稳压器和控制开关，所述控制开关为手动、遥控两用控制开关；来自发电机输出的交流电源连接稳压器的输入端，经稳压器稳压后输出电压为交流20—30V的安全电压，再经控制开关连接多个交流24V供电的LED照明灯。
所述稳压器包括变压器BY和电压监视器，所述变压器BY的初级线圈和次级线圈分别设有中间抽头，初级线圈T1的下端A与第一电压监视器JS1的一电源端相连接为本稳压器的第一电源输入端子L1，所述初级线圈T1的上端C连接第一电压监视器触点JS1-1的常开端相连接，第一电压监视器触点JS1-1的常闭端连接初级线圈T1的中间抽头B，所述第一电压监视器触点JS1-1的动端连接第一电压监视器JS1的另一电源端为本稳压器的第二电源输入端子L2；所述次级线圈T2的上端c连接第二电压监视器JS2的一电源端为本稳压器的第一电源输出端子V1，次级线圈T2的下端a连接第二电压监视器触点JS2-1的常闭端，第二电压监视器触点JS2-1的常开端连接次级线圈T2的中间抽头b，第二电压监视器触点JS2-1的动端连接第二电压监视器JS2另一电源端为本稳压器的第二电源输出端子V2。
所述第一电压监视器JS1和第二电压监视器JS2的结构相同，其包括电阻、电容、二极管、可控硅和继电器，第一电阻R1的一端和继电器J的一电源端相连接为电压监视器的一电源端M1，第一电阻R1的另一端连接可变电阻W1的一静端，可变电阻W1的动端连接电容C1的正极和二极管D1的一端，二极管D1的另一端连接可控硅T1的控制极，可控硅T1的阳极连接继电器J1的另一电源端，所述可变电阻W1的另一静端通过第二电阻R2连接电容C1的负极、可控硅T1的阴极为电压监视器的另一电源端M2，继电器触点J1-1为电压监视器触点JS1-1或JS2-1。
所述第一电压监视器JS1中：电容C1的容量为0.1μ，其耐压为600V；所述二极管D1为双向二极管，其耐压为600 V；所述可控硅T1为三端双向可控硅，其耐压为600 V；所述继电器J1为工作电压260V的中间继电器；所述第一电阻R1的阻值为10k，其功率为1W；所述第二电阻R2的阻值为1k，其功率为1W；所述可调电阻W1的阻值为1k，其功率为1W；第二电压监视器JS2中：电容C1的容量为0.1μ，其耐压为60V；所述二极管D1为双向二极管，其耐压为60V；所述可控硅T1为三端双向可控硅，其耐压为60 V；所述继电器J1为工作电压24V的中间继电器；所述第一电阻R1的阻值为5.1k，其功率为1/4W；所述第二电阻R2的阻值为1k，其功率为1/4W；所述可调电阻W1的阻值为1k，其功率为1/4W。
所述初级线圈T1的上端C与其下端A之间的输入电压设计为400V，初级线圈T1的下端A与其中间抽头B之间的输入电压设计为230V，所述次级线圈T2的上端c与其下端a之间的输出电压设计为30V，次级线圈T2的上端c与其中间抽头b之间的输出电压设计为24V；所述变压器BY的输出功率大于20kw，该输出功率可根据实际情况确定，20kw能带动20个100W的LED灯，足够一个钻井或修井的工作场地应用。
所述稳压控制柜的外壳采用防爆式外壳，以适用于油田井场的易爆场合。
所述控制开关包括手动开关SD、遥控器和遥控开关模块YK，遥控开关模块YK的一电源端连接其控制触点YK-1的动端，并为本控制开关的一输入端用于连接稳压器的第一电源输出端子V1，所述遥控开关模块控制触点YK-1的常开端和常闭端分别连接手动开关SD的常开端和常闭端，手动开关SD的动端为本控制开关的一个输出端OUT，所述遥控开关模块YK的另一电源端为本控制开关的公共端GND，所述公共端GND与输出端OUT之间连接LED照明灯，公共端GND连接稳压器的第二电源输出端子V2。
需要说明的是，所述手动开关SD为单刀双掷式纽子开关，安装在LED照明灯的灯杆处，方便控制操作，所述遥控开关模块YK为至少带有两组控制继电器输出（附图中为2组）的无线遥控接收板，且该无线遥控接收板上带有AC/DC稳压电源，所述遥控器为与无线遥控接收板相配套的无线电遥控发射器，遥控器与无线遥控接收板通过无线电连接。所述手动开关SD、遥控开关模块YK及遥控器均为现有技术，可直接购买获得。
工作原理：
发电机输出电压正常时：来自发电机的两电源线（如220V）通过第一电压监视器触点JS1-1的动端及常闭端连接变压器BY初级线圈T1的A、B两端，经变压器BY降压耦合至其次级线圈T2，经次级线圈T2的b、c两端输出24V交流电，再经控制开关供给内设AC/DC稳压器的LED照明灯能源，井场正常照明。
如发电机输出电压升高时，由于第一电压监视器JS1并联连接在发电机的输出线路上，经第一电阻R1、第二电阻R2及可调电阻W1分压后，通过二极管D1触发可控硅T1导通，继电器J1得电吸合，继电器触点J1-1翻转，此时，来自发电机的两电源线（220V或380V）通过第一电压监视器触点JS1-1的动端及常开端连接变压器BY初级线圈T1的B、C两端，增加了变压器BY初级线圈T1的匝数，相当于大幅提高了变压器BY的变比，因此，次级线圈T2上的电压不会升高或略有升高为24—28V，从而能保障LED照明灯的正常工作。如发电机输出电压降低至正常后，第一电压监视器触点J1-1复位，电路恢复正常。
第二电压监视器JS2并联连接在稳压器的输出电路中，在上述工作过程中，第二电压监视器JS2中的第一电阻R1、第二电阻R2及可调电阻W1分压后，通过二极管D1触发可控硅T1导通，继电器J1得电吸合，继电器触点J1-1翻转，稳压器的第二电源输出端子V2实质为通过继电器触点J1-1动端及常开端连接变压器BY次级线圈T2的b、c两端。如发电机输出电压降低至正常值以下时，由于，第二电压监视器JS2中可控硅T1截止，继电器触点J1-1复位，此时稳压器的第二电源输出端子V2为通过继电器触点J1-1动端及常闭端连接变压器BY次级线圈T2的a、c两端，增加了次级线圈T2的匝数，使其输出电压升高，从而能保障LED照明灯的正常工作。
上述过程，视发电机输出电压的波动而交替工作。调整发电机使其输出电压正常，此时调整第一电压监视器JS1中的可调电阻W1，使继电器J1不动作，调整第二电压监视器JS2中的可调电阻W1，使继电器J1开始动作；调整发电机电压升高至260V或以上，调节可调电阻W1，使继电器J1开始动作；调整发电机电压降低至160V或以下，此时调整第二电压监视器JS2中的可调电阻W1，使继电器J1复位；调整工作结束，即可投入使用。
使用时，发电机输出电压连接本发明井场安全电压照明控制系统，其中所述的手动开关SD可安装在LED照明灯附近，方便手动控制。当需要开启照明时，可通过其手动开关SD或通过按动遥控器来开启某个LED照明灯。由于手动开关SD与遥控开关模块YK的控制触点YK-1连接成双联开关状态，因此，无论是通过手动或遥控开启或关闭某一个LED照明灯后，可任意使用遥控或手动来关闭或开启这个LED照明灯，使用非常方便。由于从稳压控制柜至LED照明灯的线路采用了远低于36V的安全电压，因此使用非常安全。
本发明设计合理、构思巧妙、容易制作，在井场夜间或光线不足的情况下作业时，采用低于36V的安全电压作为照明电源及防爆结构的LED照明灯，杜绝了高风险的用电安全隐患。采用变压器前后两极稳压器的结构，能大幅稳定照明灯具的电压，大大降低了由于频繁启动钻机、空气压缩机等大功率设备，发电机的输出电压波动很大现象的发生，使照明灯正常工作，保障了生产安全及生产进度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.井场安全电压照明控制系统，包括发电机、稳压控制柜、遥控器和照明灯，发电机的输出端通过稳压控制柜连接并控制多个照明灯，其特征在于：所述稳压控制柜内设有稳压器和控制开关，所述控制开关为手动、遥控两用控制开关；来自发电机输出的交流电源连接稳压器的输入端，经稳压器稳压后输出电压为交流20—30V的安全电压，再经控制开关连接多个交流24V供电的LED照明灯；所述遥控器与稳压控制柜通过无线电连接；
所述稳压器包括变压器和电压监视器，所述变压器的初级线圈和次级线圈分别设有中间抽头，初级线圈的下端连接第一电压监视器的一电源端和第一电源输入端子，所述初级线圈的上端连接第一电压监视器触点的常开端，第一电压监视器触点的常闭端连接初级线圈的中间抽头，所述第一电压监视器触点的动端连接第一电压监视器的另一电源端和第二电源输入端子；所述次级线圈的上端连接第二电压监视器的一电源端和第一电源输出端子，次级线圈的下端连接第二电压监视器触点的常闭端，第二电压监视器触点的常开端连接次级线圈的中间抽头，第二电压监视器触点的动端连接第二电压监视器另一电源端和第二电源输出端子；
所述第一电压监视器和第二电压监视器的结构相同，其包括电阻、电容、二极管、可控硅和继电器，第一电阻的一端和继电器的一电源端相连接为电压监视器的一电源端，第一电阻的另一端连接可变电阻的一静端，可变电阻的动端连接电容的正极和二极管的一端，二极管的另一端连接可控硅的控制极，可控硅的阳极连接继电器的另一电源端，所述可变电阻的另一静端通过第二电阻连接电容的负极、可控硅的阴极和电压监视器的另一电源端。
2.根据权利要求1所述的井场安全电压照明控制系统，其特征在于：所述第一电压监视器中：电容的容量为0.1μ，其耐压为600V；所述二极管为双向二极管，其耐压为600 V；所述可控硅为三端双向可控硅，其耐压为600 V；所述继电器为工作电压260V的中间继电器；所述第一电阻的阻值为10k，其功率为1W；所述第二电阻的阻值为1k，其功率为1W；所述可变电阻的阻值为1k，其功率为1W；第二电压监视器中：电容的容量为0.1μ，其耐压为60V；所述二极管为双向二极管，其耐压为60 V；所述可控硅为三端双向可控硅，其耐压为60 V；所述继电器为工作电压24V的中间继电器；所述第一电阻的阻值为5.1k，其功率为1/4W；所述第二电阻的阻值为1k，其功率为1/4W；所述可变电阻的阻值为1k，其功率为1/4W。
3.根据权利要求1所述的井场安全电压照明控制系统，其特征在于：所述初级线圈的上端与其下端之间的输入电压设计为400V，初级线圈的下端与其中间抽头之间的输入电压设计为230V，所述次级线圈的上端与其下端之间的输出电压设计为30V，次级线圈的上端与其中间抽头之间的输出电压设计为24V；所述变压器的输出功率大于20kw。
4.根据权利要求1所述的井场安全电压照明控制系统，其特征在于：所述稳压控制柜的外壳采用防爆式外壳。
5.根据权利要求1所述的井场安全电压照明控制系统，其特征在于：所述控制开关包括手动开关、遥控器和遥控开关模块，遥控开关模块的一电源端连接其控制触点的动端，并为本控制开关的一输入端，所述遥控开关模块控制触点的常开端和常闭端分别连接手动开关的常开端和常闭端，手动开关的动端为本控制开关的一个输出端，所述遥控开关模块的另一电源端为本控制开关的公共端，所述公共端与输出端之间连接LED照明灯。
6.根据权利要求5所述的井场安全电压照明控制系统，其特征在于：所述手动开关为单刀双掷式纽子开关，所述遥控开关模块为至少带有两组控制继电器输出的无线遥控接收板，且该无线遥控接收板上带有AC/DC稳压电源，所述遥控器为与无线遥控接收板相配套的无线电遥控发射器，遥控器与无线遥控接收板通过无线电连接。
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