CN202772839U

CN202772839U - 抽油机变频远传控制柜

Info

Publication number: CN202772839U
Application number: CN2012204986919U
Authority: CN
Inventors: 赵瑞卿; 刘海安
Original assignee: TIANJIN JINHUA ELECTROMECHAMICAL EQUIPMENT FACTORY
Current assignee: TIANJIN JINHUA ELECTROMECHAMICAL EQUIPMENT FACTORY
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-09-26

Abstract

本实用新型公开了一种抽油机变频远传控制柜，包括电源、电机变频控制单元和远传计量单元；电机变频控制单元的引出线引至计量端子单元X，接线端子单元的引出线引至远传计量单元。回路中电机综合保护器FS的各端子与工频/变频运行转换开关SA、启动按钮SB1和停止按钮SB2、急停按钮SB、语音控制器HA、各继电器KA1-3等相连。远传计量单元由计量端子单元X和远传单元构成，远传单元包括远传的控制开关QF1，电压信号经过该远传的控制开关QF1引至计量端子单元X。本实用新型提供一种抽油机控制柜和单井远传计量柜合二为一，实现了两个柜体有效的整合，简化了结构，不但节省了能源，而且还提高了效率。

Description

抽油机变频远传控制柜

技术领域

本实用新型涉及一种用于抽油机的变频控制装置，尤其涉及一种BWS抽油机变频远传控制柜。

背景技术

目前，油田用抽油机（磕头机）变频装置，其运行状态是：上冲程时，电动机是处在耗能状态，其起动冲击大；下冲程时，电动机则处于发电状态，在使用变频器时，为了使变频器能够持续运行，就必须将电动机发出来的电能释放掉。现有技术中采用一种外加制动单元和制动电阻的方式将能量释放掉，带来了诸多问题，如：运行耗电多、大马拉小车、效率低下，由此浪费了大量的能源。另外，目前，在实现变频远传控制时，其抽油机控制柜和远传控制柜是分开的，其检修操作不方便、不安全；在现场环境雷电较多时，由于损停使企业的效益大幅下降。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提供一种抽油机变频远传控制柜，将抽油机控制柜和单井远传计量柜合二为一，实现了两个柜体有效的整合，简化了结构；并采用HGN-ADWPB电动机综合保护控制器，运用数字处理及控制技术，具有速度快、精度高、控制功能强大、操作更方便的特点。本实用新型不但节省了能源，而且还提高了效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型抽油机变频远传控制柜予以实现的技术方案是：包括电源、电机变频控制单元和远传计量单元；所述远传计量单元由计量端子单元X和远传单元构成，所述电机变频控制单元的引出线引至所述计量端子单元X，所述接线端子单元的引出线引至所述远传计量单元；所述电机变频控制单元包括主回路和由变频回路及工频回路构成的控制回路；

所述主回路包括变频器、控制回路电源开关QF0和三个电流互感器CT1、CT2、CT3，三个电流互感器CT1、CT2、CT3的B相输出端连接至一电流表PA的输入端，三个电流互感器CT1、CT2、CT3的A相、C相输出端均与所述计量端子单元X相连，所述电源通过所述三个电流互感器CT1、CT2、CT3与变频回路总开关QF3和工频回路总开关QF4并连；所述变频器的输入口连接至所述变频回路总开关QF3的输出口，所述变频器的输出口连接至所述变频接触器KM1的输入端；所述工频回路总开关QF4的输出端连接至所述工频接触器KM2的输入端；所述工频接触器KM2的输出端与所述变频接触器KM1的输出端并连后，通过一电机综合保护器FS连接至电机；

所述控制回路包括变频接触器KM1、工频接触器KM2、电机综合保护器FS、变频器故障继电器KA1、变频起停继电器KA2、工频/变频运行转换开关SA、急停按钮SB、启动按钮SB1和停止按钮SB2、多个信号灯HG1、HR1、HG2、HR2、HY及一语音控制器HA；

所述电机综合保护器FS的端子1、4、9，变频器故障继电器KA1的线圈和其本身的1个常开接点、以及工频/变频运行转换开关SA的端子1、工频接触器KM2的常开常闭2个接点、变频起停继电器KA2的常开常闭2个接点连接后通过所述急停按钮SB与所述控制回路电源开关QF0输出端相连，所述控制回路电源开关QF0的输入端与所述主回路相连；所述电机综合保护器FS的电源输入端子3、变频器的故障接点ALM1、ALM2和变频起停继电器KA2线圈的一端、所述工频接触器KM2、所述变频接触器KM1线圈的一端、以及多个信号灯HG1、HR1、HG2、HR2、HY的一端、语音控制器HA的一端并联后，通过控制回路电源开关QF0连接至主回路；所述电机综合保护器FS的端子5分别与所述工频/变频运行转换开关SA的端子3、5相连；所述电机综合保护器FS的端子7与所述启动按钮SB1相连，所述电机综合保护器FS的端子8与所述停止按钮SB2相连；所述电机综合保护器FS的端子6分别于所述启动按钮SB1和停止按钮SB2的另一端相连；所述电机综合保护器FS的端子10与所述语音控制器HA相连；

所述工频/变频运行转换开关SA的端子2通过所述工频接触器KM2常闭接点连接至所述变频接触器KM1线圈的另一端；所述工频/变频运行转换开关SA的端子4通过所述变频接触器KM1常闭接点连接至所述工频接触器KM2的线圈的另一端；所述工频/变频运行转换开关SA的端子6依次通过所述变频故障继电器KA1常闭接点、所述变频接触器KM1常开接点连接至所述变频器起停继电器KA2的线圈的另一端；

所述远传单元包括远传的控制开关QF1，所述远传的控制开关QF1为一4极的自动开关，电压信号经过该远传的控制开关QF1引至计量端子单元X；

所述变频器的输出端子AM和输出端子AG上接入一频率表HZ，用于监视该变频器的输出频率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型将抽油机控制柜和单井远传计量柜合二为一，实现了两个柜体有效的整合，不仅体积大大缩小，而且重复的功能得到简化，将原来控制柜的二次计量部分取消，由单井远传系统实现电参数的计量与远传。远传部分的电流信号引自抽油机部分的电流互感器的二次侧，电压信号引自抽油机部分主电源进线端。为了便于接线，抽油机部分的引出线引至计量端子单元X，远传部分通过接线端子引入。同时，为了人身的安全，电压信号经过1个4极的自动开关QF1，引至计量端子单元X。这样，远传部分在接线和检修时断开QF1，可在无电的情况下进行，操作非常安全。

本实用新型中的电动机综合保护控制器选用HGN-ADWPB电动机综合保护控制器，将保护和控制功能集中在一起，大大简化了控制回路。该HGN-ADWPB电动机综合保护控制器采用单片机为主控制元件，运用数字处理及控制技术，具有速度快、精度高、控制功能强大等优点，由于采用数码管显示及按键，使人、机交互操作更方便。

本实用新型控制柜，可把再生电能回馈电网，能量回馈电网效率达97％，电能回馈部分比普通变频器多节能15～25％。系统无功损耗小，功率因数COSΦ＞0.96，同一线路可适当加载节省增容费。省掉老抽油机柜的就地无功补偿装置。冲次可调范围30～120％，柔性起动使起动电流降至3～4倍，降低电网载荷冲击，对电机和设备无冲击。全电压自动跟踪、自动计算最佳制动力矩、用户不必自己设定任何参数简化应用环节的操作。可以减少热洗清蜡的负影响，油井热洗时调频提高冲次，增加理论排量，强排生产，可以明显缩短含水恢复期，减少影响产油量。增加电机综合保护器，具有抗晃电。

附图说明

图1是本实用新型抽油机变频远传控制柜结构示意图；

图2是图1所示控制柜的主回路系统图；

图3是图1所示控制柜中控制回路原理图；

图4-1是图1所示控制柜正面结构示意图；

图4-2是图4-1所示控制柜侧面结构示意图；

图4-3是图4-1所示控制操作面板布局图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1所示，本实用新型抽油机变频远传控制柜，包括电源、电机变频控制单元和远传计量单元，所述远传计量单元由计量端子单元X和远传单元构成，所述电机变频控制单元的引出线引至所述计量端子单元X，所述接线端子单元的引出线引至所述远传计量单元。所述电机变频控制单元包括主回路和由变频回路及工频回路构成的控制回路。

本实用新型控制柜的控制原理，如图3所示，主回路的输入端L1、L2、L3、N、PE连接，过压保护的避雷器BL、远传的控制开关QF1、控制回路电源开关QF0、带有漏电保护的修井开关QF2和修井插座CZ，如图2所示。

如图2所示，所述电源的进线端包括第一接线端子L1、第二接线端子L2和第三接线端子L3；所述第一接线端子L1和第三接线端子L3上连接有第一熔断器FU1、电压表PV和第二熔断器FU2；所述第一接线端子L1、第一接线端子L2和第三接线端子L3与一修井开关QF2的输入端相连，所述修井开关的输出端连接至一修井插座CZ。

如图2所示，所述主回路包括变频器、控制回路电源开关QF0和三个电流互感器CT1、CT2、CT3，三个电流互感器CT1、CT2、CT3的B相输出端连接至一电流表PA的输入端，三个电流互感器CT1、CT2、CT3的A相、C相输出端均与所述计量端子单元X相连，所述电源通过所述三个电流互感器CT1、CT2、CT3与变频回路总开关QF3和工频回路总开关QF4并连；所述变频器的输入口连接至所述变频回路总开关QF3的输出口，所述变频器的输出口连接至所述变频接触器KM1的输入端；所述工频回路总开关QF4的输出端连接至所述工频接触器KM2的输入端；所述工频接触器KM2的输出端与所述变频接触器KM1的输出端并连后，通过一电机综合保护器FS连接至电机；所述电动机综合保护控制器采用HGN-ADWPB电动机综合保护控制器。

如图2所示，所述远传单元包括远传的控制开关QF1，所述远传的控制开关QF1为一4极的自动开关，电压信号经过该远传的控制开关QF1引至计量端子单元X。所述变频器的输出端子AM和输出端子AG上接入一频率表HZ，用于监视该变频器的输出频率。

如图3所示，所述控制回路包括变频接触器KM1、工频接触器KM2、电机综合保护器FS、变频器故障继电器KA1、变频起停继电器KA2、转换开关SA、急停按钮SB、启动按钮SB1和停止按钮SB2、多个信号灯HG1、HR1、HG2、HR2、HY及一语音控制器HA；

所述电机综合保护器FS、所述工频/变频运行转换开关SA与相关电子元器件的连接关系如下：

如图3所示，所述电机综合保护器FS的端子1、4、9，变频器故障继电器KA1的线圈和其本身的1个常开接点、以及工频/变频运行转换开关SA的端子1、工频接触器KM2的常开常闭2个接点、变频起停继电器KA2的常开常闭2个接点连接后通过所述急停按钮SB与所述控制回路电源开关QF0输出端相连，所述控制回路电源开关QF0的输入端与所述主回路相连。

所述电机综合保护器FS的电源输入端子3、变频器的故障接点ALM1、ALM2和变频起停继电器KA2线圈的一端、所述工频接触器KM2、所述变频接触器KM1线圈的一端、以及多个信号灯HG1、HR1、HG2、HR2、HY的一端、语音控制器HA的一端并联后，通过控制回路电源开关QF0连接至主回路。

所述电机综合保护器FS的端子5分别与所述工频/变频运行转换开关SA的端子3、5相连。所述电机综合保护器FS的端子7与所述启动按钮SB1相连。所述电机综合保护器FS的端子8与所述停止按钮SB2相连。所述电机综合保护器FS的端子6分别于所述启动按钮SB1和停止按钮SB2的另一端相连。所述电机综合保护器FS的端子10与所述语音控制器HA相连。

所述工频/变频运行转换开关SA的端子2通过所述工频接触器KM2常闭接点连接至所述变频接触器KM1线圈的另一端；所述工频/变频运行转换开关SA的端子4通过所述变频接触器KM1常闭接点连接至所述工频接触器KM2的线圈的另一端；从而在所述变频接触器KM2和所述工频接触器KM1之间形成电气联锁。所述工频/变频运行转换开关SA的端子6依次通过所述变频故障继电器KA1常闭接点、所述变频接触器KM1常开接点连接至所述变频器起停继电器KA2的线圈的另一端。

本实用新型控制柜具有如下特点：

（1）可实现“手动/自动”切换的起、停操作。“手动”状态下，起停均由人工操作完成；“自动”状态下，电网停电后再次来电时，电机根据设置延时时间（30-300s内任意设置）自动完成起动，起动前有语音报警。具有抗“晃电”功能，即电网1秒以内瞬时失电，油井不停抽，增产减耗。具有“急停”控制，实现“手动/自动”两种状态的紧急快速停车。具备短路、过载、缺相、过/欠电压等基本保护功能外，此外具有防雷保护功能。

（2）柜体的结构特点：

如图4-1、图4-2和图4-3所示，本实用新型控制柜为户外型，柜体顶部设帽檐可防止雨水直接冲刷柜体．底部设四腿支架，将箱体脱离地面，可防止雨水浸泡。其外形尺寸为1300×750×750mm。支架尺寸为1100×650mm，埋地600mm，地上部分500mm。柜体前后均分上、下两室共四个室各设一个门。上层为弱电，下层为强电。检修时互不干扰，各门锁均为防盗锁，防止窃电。柜体的两侧下部设有两排通风孔，便于柜内空气流通、散热。柜体用在户外，所有电子元器件都不露在柜外。主控元件、接触器、断路器、继电器等安装于柜前下层门内，变频器安装在柜后下层门内。远传采集部分安装于柜后上层门内，远传的控制开关装于柜前上层门内，强弱电互不干扰，便于检修、检查、巡视和进行预防性试验。仪表、指示灯、按钮、转换开关安装于柜内小二层门上，便于操作。二次端子装于柜内安装板上，主回路进出线接线柱安装在离柜底250mm处，便于连接电缆。每台柜子配1副支架，高1100mm，支架埋地600mm，地面部分500mm。

为了布局紧凑，电压表V、电流表PA和变频表HZ、多个按钮SB和SB1-4、相应的指示灯HY、HG1、HR1、HG2、HR2和两个电位器V1SV2S及转换开关SA均设置在上面的第二个柜门上；将电源总开关QF、远传的控制开关QF1、控制回路电源开关QF0、电机综合保护器FS、变频接触器KM1、工频接触器KM2、熔断器FU、QF2修井开关、继电器KA1-3、避雷器BL、HA语音控制器设置在其下方。

实施例：

本实施例中主要元件选型如下：

本实用新型抽油机变频远传控制柜的使用过程：

（1）首先检查机械设备完好。

（2）合上柜内空气开关、控制开关。将工频/变频转换开关SA置中间0位置。电压表V有指示，工频、变频、停止绿色信号灯亮。

（3）工频运行：注意电机旋转方向，将工频/变频转换开关SA置左45°位置，按绿色电机启动按钮，泵运行。工频灯亮（红色）。电流表PA有指示，按红色电机停止按钮,泵停，灯灭（红色）。

（4）变频运行：注意电机旋转方向，同工频保持一致，将工频/变频转换开关SA置右45°位置，按绿色电机启动按钮，泵运行。变频灯亮（红色）。电流表PA有指示，频率表HZ有指示。按红色电机停止按钮,泵停，灯灭（红色）。

（5）变频器故障：

a、变频器故障时，停止输出，泵停止。此时任何操作无效，数码管显示当前故障，当故障消失后，变频器自动回到正常显示状态。从故障发生到变频器自动运行的等待间隔时间为15秒，此15秒内任何操作无效。

b、变频器连续故障时停止输出，黄灯报警，泵停止。

c、查变频器显示屏故障内容，核对后，如外因引起可消除后，关断变频器电源开关，使变频器断电复位，再重新合上变频器开关，变频器可重新启动。

d、如启动变频器又报故障，并同一内容，请不要再使用变频器。改为工频运行。与厂家联系，修复后再使用。

（6）电动机综合保护器：

a、柜内采用电动机综合保护器，当电机故障时，由数码管显示并自锁，可视故障内容及参照使用说明书处理。若解除自锁按停止按钮或复位按钮。

b、保护器有停电后来电自起动功能，自起动前有语音报警。

c、其它内容可阅读使用说明书。

（7）转速调节：

手动调节：正、反时针旋转可调电阻，可得到需要值。

尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims

1.一种抽油机变频远传控制柜，包括电源、电机变频控制单元和远传计量单元；其特征在于，

所述远传计量单元由计量端子单元X和远传单元构成，所述电机变频控制单元的引出线引至所述计量端子单元X，所述接线端子单元的引出线引至所述远传计量单元；

所述电机变频控制单元包括主回路和由变频回路及工频回路构成的控制回路；所述主回路包括变频器、控制回路电源开关QF0和三个电流互感器CT1、CT2、CT3，三个电流互感器CT1、CT2、CT3的B相输出端连接至一电流表PA的输入端，三个电流互感器CT1、CT2、CT3的A相、C相输出端均与所述计量端子单元X相连，所述电源通过所述三个电流互感器CT1、CT2、CT3与变频回路总开关QF3和工频回路总开关QF4并连；所述变频器的输入口连接至所述变频回路总开关QF3的输出口，所述变频器的输出口连接至所述变频接触器KM1的输入端；所述工频回路总开关QF4的输出端连接至所述工频接触器KM2的输入端；所述工频接触器KM2的输出端与所述变频接触器KM1的输出端并连后，通过一电机综合保护器FS连接至电机；

2.根据权利要求1所述抽油机变频远传控制柜，其特征在于：所述电动机综合保护控制器采用HGN-ADWPB电动机综合保护控制器。

3.根据权利要求1所述抽油机变频远传控制柜，其特征在于：所述变频接触器KM2和所述工频接触器KM1之间设置有电气联锁。

4.根据权利要求1所述抽油机变频远传控制柜，其特征在于：所述电源的进线端包括第一接线端子L1、第二接线端子L2和第三接线端子L3；所述第一接线端子L1和第三接线端子L3上连接有第一熔断器FU1、电压表PV和第二熔断器FU2；所述第一接线端子L1、第一接线端子L2和第三接线端子L3与一修井开关QF2的输入端相连，所述修井开关的输出端连接至一修井插座CZ。