CN201178396Y - 抽油机拖动设备智能节能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置是在控制箱上有电源接线端子和与抽油机拖动设备连接的接线端子构成，在控制箱的控制面板上设有蜂鸣器、故障信号指示灯、控制按钮和显示屏，在控制箱上设有三相交流电流取样孔，其中，将交流电源经电源接线端子、电源电路与数字信号处理器连接，有电流互感器、电压互感器分别经三相电能计量芯片输入至数字信号处理器，数字信号处理器的输出一路经固态继电器、电机保护电路与抽油机拖动设备连接、另一路经固态继电器、节能控制电路与抽油机拖动设备连接。显示电路和键盘电路与数字信号处理器连接。非易失性数据存储器与数字信号处理器通讯连接。其优点是：运行可靠、降低了生产成本、保证了设备安全、提高了设备工作效率。

Description

抽油机拖动设备智能节能控制装置

技术领域

本实用新型属于控制装置，特别是涉及一种抽油机拖动设备智能节能控制装置。

背景技术

现有抽油机拖动设备节能控制装置采用低压电器元件和集成电路及电子元器件组成，主要由电流互感器、I/V变换、A/D转换电路、人机交互接口电路、电源电路及Y/Δ转换控制电路等几部份组成。但其存在着以下问题：一、以检测电机线电流为依据进行Y接或Δ接转换，因电机线电流与电机负载率之间的关系不是简单的线性关系，故造成Y/Δ转换或Δ/Y转换点不准确，尤其是电机负载率在临界转换点附近时电机易发生频繁的Y/Δ、Δ/Y转换，不仅易造成低压电器元件的损毁，也易造成拖动电机的损毁现象，因而该节能方式不适合于负载周期交变的抽油机负荷。二、Y/Δ转换电流值，Δ/Y转换电流值，Y/Δ转换延时时间，Δ/Y转换延时时间等关键参数以由厂家设定，不能由用户根据现场情况自由设定，且上述各关键参数之间又相互牵扯、相互依赖，使用户无法根据现场情况设定为最佳的Y/Δ、Δ/Y节能转换值。三、保护控制功能不完善，易发生拖动设备损毁现象。

发明内容

本实用新型旨在于克服现有技术的不足，提供了一种抽油机拖动设备智能节能控制装置。

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置对普通Y/Δ节能方案进行了优化设计，该装置摒弃了传统的检测电机三相电流换算电机负载率方法，而采用了直接检测电机三相电功率的方法经运算后得到真实的电机负载率，使得检测负载率精度大为提高，通过软件算法克服了节能装置Y/Δ、Δ/Y频繁转换的弊端。该装置在结构上以先进的高性能数字信号数字信号处理器为核心，以加强信号处理速度，同时采用三相高精度电能计量芯片完成电机三相功率的实时检测，以避免了复杂的数学运算，采用固态功率继电器为执行元件，即提高了开关速度又实现了强弱电之间的隔离。同时该装置可方便的嵌入到抽油机电机拖动设备控制箱的内部，在不改动原有设备结构的情况下方便的将现有产能井抽油机改造成数字式节能型抽油机。

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置的技术方案是：在控制箱上有电源接线端子和与抽油机拖动设备连接的接线端子构成，在控制箱的控制面板上设有蜂鸣器、故障信号指示灯、控制按钮和显示屏，在控制箱上设有三相交流电流取样孔。

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置是将交流电源经电源接线端子、电源电路与数字信号处理器连接，有电流互感器、电压互感器分别经三相电能计量芯片输入至数字信号处理器，数字信号处理器的输出一路经固态继电器、电机保护电路与抽油机拖动设备连接、另一路经固态继电器、节能控制电路与抽油机拖动设备连接。显示电路和键盘电路与数字信号处理器连接；非易失性数据存储器与数字信号处理器通讯连接。

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置采用高精度电流、电压互感器采集拖动电机的三相电流、电压送入到三相电能计量芯片中，完成三相电功率的运算，将三相电功率送入到数字信号数字信号处理器DSP中，由DSP经数学运算得到电机的实际负载率并根据负载率情况决定拖动电机运行于Y接或Δ接，即根据油井的负荷情况自动的改变电机额定功率，实现抽油机设备的节能运行。

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置，综合应用了传感器技术、电量检测技术、数字信号处理技术和软件编程技术等多项高新技术，以低成本投入实现油田现场抽油机节能运行的目的、降低了生产成本、提高了经济效益；该装置的保护功能，使抽油机在无故障的情况下连续可靠运行，即减轻了巡井人员和设备维护人员的工作量，又保证了设备安全，提高了设备工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置的结构示意图。

图2是本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置电路部分原理图。

实施方式

本实用新型的抽油机拖动设备智能节能控制装置是在控制箱1上有电源接线端子2和与抽油机拖动设备3连接的接线端子4构成，在控制箱1的控制面板上设有蜂鸣器5、故障信号指示灯6、控制按钮7和显示屏9，在控制箱1上设有三相交流电流取样孔10。有交流电源经电源接线端子2、电源电路11与数字信号处理器12连接，有电流互感器13、电压互感器14分别经三相电能计量芯片15输入至数字信号处理器12，数字信号处理器12的输出一路经固态继电器16、电机保护电路17与抽油机拖动设备3连接、另一路经固态继电器18、节能控制电路19与抽油机拖动设备3连接，显示电路20和键盘电路21与数字信号处理器12连接；非易失性数据存储器22与数字信号处理器12通讯连接。

上述抽油机拖动设备智能节能控制装置的功能是这样实现的：

1、抽油机拖动设备运行电参数显示：数字信号数字信号处理器DSP将采集到的三相电流，三相电压经运算后得到三相电功率和各相电功率，数字信号数字信号处理器DSP将以上电参数经过标度变换后为实际的物理量，分时显示到LED数码管理显示屏上，以便生产人员巡视、记录。

2、抽油机拖动设备的故障保护；数字信号数字信号处理器DSP对采集到的三相电参数，通过调用故障保护算法程序，可对抽油机运行时产生的各种故障，其中包括抽油机机械故障、传动装置故障、油井故障、电机断相、过流、过载、三相不平衡、电机堵转等机械、电气故障进行全方位的保护，而相应的故障保护算法则全部由软件完成，即增加了故障保护灵活性，同时又降低了硬件成本。

3、抽油机拖动设备控制；利用本装置面板上的启动，停止按钮或通过本装置扩展端子外接的启动停止按扭可实现抽油机设备的手动启动和停止控制功能，同时若将本装置的启动方式设定为自动启动方式时则可实现抽油机设备的延时自启动功能。

4、抽油机拖动设备通用参数设定功能；为了使本装置可适应生产现场现有的各种类型抽油机拖动设备，本装置设有功能键及相应的数值键，可针对每一台抽油机设备而单独设定相应的自动/手动启动方式、自动启动延时时间、电动机额定电流、电动机过流、过载，定时限或反时限保护方式等参数。

5、抽油机设备节能参数设定；可针对每一台抽油机设备单独设定Y/Δ转换功率、Δ/Y转换功率、Y/Δ转换延时时间、Δ/Y转换延时时间等电参数，以方便现场生产人员根据每口油井的不同状态，设定节能参数，使每口油井均工作在最佳的节能运行状态，实现节能目的。

6、抽油机故障原因锁存、存储、查询；对抽油机运行时产生的各种故障进行锁定和存储，即抽油机发生故障时，除复位键外所有的操作均失效，同时在显示器上显示故障代码，只有在操作人员将故障处理完毕后才能通过复位按键解除故障锁定状态，同时也为查询设备损毁原因提供了依据。

Claims (1)

1、抽油机拖动设备智能节能控制装置是在控制箱(1)上有电源接线端子(2)和与抽油机拖动设备(3)连接的接线端子(4)，在控制箱(1)的控制面板上设有蜂鸣器(5)、故障信号指示灯(6)、控制按钮(7)和显示屏(9)，在控制箱(1)上设有三相交流电流取样孔(10)，其特征在于有交流电源经电源接线端子(2)、电源电路(11)与数字信号处理器(12)连接，有电流互感器(13)、电压互感器(14)分别经三相电能计量芯片(15)输入至数字信号处理器(12)，数字信号处理器(12)的输出一路经固态继电器(16)、电机保护电路(17)与抽油机拖动设备(3)连接、另一路经固态继电器(18)、节能控制电路(19)与抽油机拖动设备(3)连接，显示电路(20)和键盘电路(21)与数字信号处理器(12)连接；非易失性数据存储器(22)与数字信号处理器(12)通讯连接。

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