CN217282760U - 一种抽油机电机控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抽油机电机控制电路，包括一次回路和用于对一次回路进行控制的二次回路，一次回路包括电机控制回路和电容补偿回路，电机控制回路与电容补偿回路并联；二次回路包括启停回路，电容补偿控制回路，过电流保护回路，超功率保护回路，过电流保护回路的继电器常开触点和超功率保护的继电器常开触点分别并联在启停回路中停止开关的两端，当电机的功率或通过电机的电流超过设定值时，常开触点闭合，切断电机的电源。使用本实用新型公开的抽油机电机控制电路，可以在提高抽油机电机功率因数的同时，对抽油机电机进行有效的超功率保护和过电流保护。

Description

一种抽油机电机控制电路

技术领域

本实用新型涉及抽油机电设备控制技术领域，具体涉及一种抽油机电机控制电路。

背景技术

油田的抽油机成散点分布在野外，抽油机的负荷不稳定，有时会出现油井砂卡、井卡，甚至抽油机堵转；也会出现抽油机的转动系统故障，电机能拉翻、拉坏抽油机，甚至烧坏电机，设备的损失扩大。抽油机电机的功率因数普遍较低，经测试抽油机电机的功率因数在0.2—0.45，国家标准电机功率因数不能低于0.85。功率因数过低，电能利用率低，提供抽油设备需要的电能，电网需提供大电流，线路电能损耗增大，浪费电能；此外抽油机设备过负荷时，电机容易拖坏抽油机设备，电机自身通过的电流过大时容易被烧毁。因此需要开发一种在提高抽油机电机功率因数的同时具有抽油机电机超功率保护和过电流保护的控制柜。现有技术中存在能够提高抽油机电机功率因数和具有超功率保护功能的控制柜，但是不能对抽油机电机提供过电流保护。例如公开号为CN2834013Y的中国实用新型专利申请说明书中公开的抽油机电机控制电路，通过变换电机的启动方式提高电机的功率因数，利用电机智能保护仪仅能对电机进行超功率保护，不能对电机进行过电流保护。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种能够在提高抽油机电机功率因数的同时对抽油机电机进行超功率保护和过电流保护的抽油机电机控制电路。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型公开了一种抽油机电机控制电路，包括一次回路和用于对一次回路进行控制的二次回路，其特征在于，一次回路包括用于控制电机连接电源和断开电源的电机控制回路，用于提高电机功率因数的电容补偿回路，电机控制回路与电容补偿回路并联，并通过第一电流互感器组的原边绕组连接至三相交流电源，第一电流互感器组的入线段引出有一组三相交流电源接线端子，其出线端引出有一组单相交流电源接线端子；

二次回路包括用于控制电机启动和停止的启停回路，用于控制电容补偿回路中的电容器接入和断开电源的电容补偿控制回路，用于防止通过电机的电流过大的过电流保护回路，用于防止电机超功率运行的超功率保护回路，其中电容补偿控制回路和启停回路分别并联在单相交流电源两个接线端子之间，过电流保护回路和超功率保护回路分别通过三相交流电源接线端子和第一电流互感器组接入一次回路，过电流保护回路的继电器常开触点和超功率保护的常开触点分别并联在启停回路中停止开关的两端，当电机的功率或通过电机的电流超过设定值时，常开触点闭合，控制一次回路中电机控制回路断开，切断电机的电源。

进一步地，电机控制回路包括第一交流接触器的第一组常开触点和与之串联并用于连接电机的出线端子，电容补偿回路包括第二断路器，第二断路器依次串联第二交流接触器的第一组常开触点和电容器。

进一步地，过电流保护回路为多功能电表的内部电路，所述的超功率保护回路为多功能功率表的内部电路，多功能电表和多功能功率表的三相电压接线端子分别连接至三相交流电源接线端子，多功能电表和多功能功率表的三相电流接线端子分别连接至第一交流互感器组的副边绕组。

进一步地，启停回路包括启动开关 、停止开关和急停开关，停止开关第二端依次串联第一中间继电器的线圈、第一时间继电器的常闭触点和急停开关后连接至第二个单相交流电源接线端子，停止开关的第一端连接至第一个单相交流电源接线端子；启动开关的第一端连接至停止开关的第一端，其第二端通过第一交流接触器的线圈连接至第一中间继电器线圈的第二端；第一中间继电器的常开触点、多功能电表内部继电器常开触点以及多功能功率表内部继电器常开触点分别并联在停止开关的两端，第一交流接触器的第二组常开触点并联在启动开关两端，第一时间继电器的线圈并联在第一中间继电器线圈的两端，第一交流接触器的两端并联有第二中间继电器的线圈。

进一步地，电容补偿控制回路包括第二中间继电器的第一组常开触点，第二时间继电器以及第二交流接触器，其中第二中间继电器的第一组常开触点的第一端连接至第一个单相交流电源接线端子，第二中间继电器的第一组常开触点的第二端依次串联第二交流接触器的常闭触点和第二时间继电器的线圈后连接至第二个单相交流电源接线端子；第二时间继电器的常开触点第一端连接至停止开关的第一端，其第二端依次串联第一中间继电器的常闭触点和第二交流接触器的线圈后连接至第二个单相交流电源接线端子；第二交流接触器的第二组常开触点并联在第二时间继电器常开触点的两端。

进一步地，还包括一个热继电器，热继电器的线圈串联在一次回路中的第二交流接触器的第一组常开触点与电容器之间，热继电器的常闭触点串联在二次回路中第二时间继电器线圈与第二个单相交流电源接线端子之间。

进一步地，还包括第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器、第四熔断器、第五熔断器，其中第一熔断器、第二熔断器以及第三熔断器接在多功能功率表上的电压接线端子与三相交流电源接线端子之间，第四熔断器、第五熔断器分别接在两个单相交流电源接线端子与二次回路之间。

进一步地，还包括第二电流互感器，第二电流互感器的原边绕组两端并联在三相交流电源接线端子的其中一相交流电接线端子和中线接线端子之间，第二电流互感器的副边绕组两端分别连接至多功能电表的单相电源供电接线端子和多功能功率表的单相电源供电接线端子。

进一步地，还包括电源指示灯和运行指示灯，电源指示灯的第一端通过第二中间继电器的常闭触点和第四熔断器连接至第一个单相电源接线端子，其第二端通过第五熔断器连接至第二个单相电源接线端子；运行指示灯的第一端通过第二中间继电器的第二组常开触点和第四熔断器连接至第一个单相电源接线端子，其第二端通过第五熔断器连接至第二个单相电源接线端子。

进一步地，还包括RTU控制柜内部第一继电器的一对常开触点和第二继电器的一对常开触点，第一继电器的一对常开触点并联在停止开关的两端，第二继电器的一对常开触点并联在启动开关的两端。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置电容补偿回路、过电流保护回路和超功率保护回路，不仅大大地提高了抽油机电机的功率因数而且可以有效地对抽油机电机进行过电流保护和超功率保护。

通过设置第二时间继电器可以使电容延时自动投入，防止抽油机短时间内连续启停，让电容有足够的放电时间，防止送电时电容的残存电荷对电网的冲击；通过设置第一时间继电器，在停止抽油机电机时，电容能提前退出电网，阻止了电感、电容之间的电流过激震荡。

通过设置热继电器可以对电容补偿回路进行电流热过载保护，防止电容器被烧毁。

通过将RTU控制柜中的两个继电器的常开触点分别并联在二次回路的停止开关和启动开关两端，实现了抽油机电机的远程启停功能。

附图说明

图1为本实用新型一次回路电路原理图；

图2为本实用新型第二电流互感器回路电路连接图；

图3为本实用新型二次回路电路原理图；

图4为多功能功率表的接线图；

图5为多功能电表的接线图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种抽油机电机控制电路，包括一次回路和用于对一次回路进行控制的二次回路。

如图1，图2所示，一次回路包括电流互感器组CT1、进线端子TC1、出线端子TC2，进线端子TC1的出线端通过三条相线和一条中性线依次串联第一断路器QF1、电流互感器组CT1、第一交流接触器KM1的第一组常开触点、出线端子TC2和抽油机电机M，进线端子TC1的进线端连接至外部电路的三相交流电源接线端子PE,L1,L2,L3；第二断路器QF2依次串联第二交流接触器KM2的第一组常开触点、热继电器RJ的线圈和电容器C，第二断路器QF2的进线端连接至第一交流接触器KM1的第一组常开触点出线端；第一电流互感器组的进线端引出有一组三相交流电接线端子X1、X2、X3、N，其出线端引出有一组单相交流电源接线端子X11和X13,电流互感器组CT1中三个电流互感器的原边绕组接在第一断路器QF1和第一交流接触器KM1的第一组常开触点之间；第二电流互感器CT2的原边绕组两端通过第六熔断器FU6和第七熔断器FU7连接至接线端子X1和X3，副边绕组分别连接至多功能电表以及多功能功率表的单相电源接线端子。

如图3所示，二次回路包括停止开关SB1、启动开关SB2、急停开关EB。停止开关SB1的第一端连接至单相交流电源接线端子的第一个接线端子X11，第二端通过第一中间继电器KA1的线圈连接至第一时间继电器KT1常闭触点的第一端，第一时间继电器KT1常闭触点的第二端连接至急停开关EB的第一端，急停开关EB的第二端通过第五熔断器FU5连接至单相交流电源接线端子的第二个接线端子X13；第一中间继电器KA1的常开触点、远程终端控制系统内的第一继电器常开触点RTU1、多功能功率表W内设的继电器常开触点与多功能电表WH内设的继电器常开触点分别并联在停止开关SB1的两端；第一时间继电器KT1的线圈并联在第一中间继电器KA1线圈的两端。启动开关SB2的第一端连接至停止开关SB1的第一端，启动开关SB2的第二端通过第一交流接触器KM1的线圈连接至第一时间继电器常闭触点的第一端；第一交流接触器KM1的第二组常开触点并联在启动开关SB2的两端，第二中间继电器KA2的线圈并联在第一交流接触器KM1线圈的两端；第二中间继电器KA2第一组常开触点的第一端连接至停止开关SB1的第一端，其第二端通过第二交流接触器KM2常闭触点连接至第二时间继电器KT2线圈的第一端，第二时间继电器KT2线圈的第二端连接至热继电器RJ常闭触点的第一端，热继电器RJ常闭触点的第二端连接至急停开关EB的第二端；第二时间继电器KT2常开触点的第一端连接至停止开关SB1的第一端，第二端通过第一中间继电器KA1的常闭触点连接至第二交流接触器KM2线圈的第一端，第二交流接触器KM2线圈的第二端连接至热继电器RJ常闭触点的第一端，第二交流接触器KM2的第二组常开触点并联在第二时间继电器KT2常开触点的两端。第二中间继电器KA2常闭触点的第一端连接至停止开关SB1的第一端，第二端连接至电源指示灯HG的第一端，电源指示灯HG的第二端连接至急停开关EB的第二端，第二中间继电器KA2第二组常开触点的第一端连接至停止开关SB1的第一端，第二端连接至运行指示灯HR的第一端，运行指示灯HR的第二端连接至急停开关EB的第二端。

多功能功率表W和多功能电表WH的接线如图4图5所示，多功能功率表W的三相电压接线端子包括A相电压接线端子VA、 B相电压接线端子VB、C相电压接线端子VC和中线接线端子VN；A相电压接线端子VA、B相电压接线端子VB、C相电压接线端子VC分别通过第一熔断器FU1、第二熔断器FU2、第三熔断器FU3连接至三相交流电源接线端子X1、X2和X3，中线接线端子VN连接至三相交流电源接线端子N；多功能功率表的三相电流接线端子共有6个，分别为IA、IA*、IB、IB*、IC、IC*，其中接线端子IA、IB、IC分别连接至多功能电表的接线端子IC，IA*、IB*、IC*分别对应连接至多功能电表的接线端子IA*、IB*、IC*；多功能功率表的接线端子N/O、COM为多功能功率表内部继电器常开触点所对应的接线端子，接线端子N/O通过导线连接至图3中的03点，接线端子COM通过导线连接至图3中的01点，多功能功率表的接线端子N、L分别用于连接单相交流电源的零线和火线，接线端子N、L连接至第二电流互感器的副边绕组的两端。多功能电表WH的三相电流接线端子IA*、IB*、IC*分别连接至第一电流互感器组三个副边绕组LHa、LHb、LHc的第一端，三个副边绕组LHa、LHb、LHc的第二端连接在一起；多功能电表的接线端子K1和NO1为其内部继电器常开触点对应的接线端子，接线端子K1连接至图3中的03点，接线端子NO1连接至图3中的01点；多功能电表WH的三相电压接线端子有VA、VB、VC、N，其中VA、VB、VC分别连接至第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器的第一端，第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器的第二端连接至三相交流电源接线端子的三个相线接线端子，接线端子VN连接至三相交流电源接线端子的中线接线端子；多功能电表WH的单相交流电接线端子L和N分别连接至第二电流互感器CT2的副边绕组两端。多功能功率表W的型号为W-2P-92；多功能电表WH的型号为DTS1079-D。多功能功率表和多功能电表为现有产品，因此对其内部电路不再赘述。

远程终端控制系统通过导线连接至三相交流电源并通过通信线路连接至工控机，通过工控机向远程终端控制系统发送命令控制其第一继电器和第二继电器的动作，从而实现远程控制电机的启停；远程终端控制系统为现有技术，因此对其内部电路不再赘述。

电路工作原理如下：

合上电源总开关QF1，电源指示灯HG亮起，多功能电表和多功能功率表通电开始工作。启动：按下启动开关SB2或者通过工控机控制远程终端控制系统的第二继电器常开触点RTU2闭合，支路01-05接通，交流接触器KM1线圈得电并自锁，其常开触点闭合，电机得电运行，中间继电器KA2也得电吸合，接通01-07支路，时间继电器KT2吸合，延时一定时间后，接通支路01-11，KM2得电并自锁，电容投入运行，有效防止抽油机短时间内连续启停，让电容有足够的放电时间，防止送电时电容的残存电荷对电网的冲击。停止：按下停止开关SB1或者通过工控机控制远程终端控制系统的第一继电器的常开触点RTU1闭合，01-03支路接通，中间继电器KA1得电吸合并自锁，其常闭触点断开，切断11-13支路，KM2失电，断开电容回路，第一时间继电器KT1得电，延迟一定时间后，第一时间继电器KT1的常闭触点断开，切断02-06支路，交流接触器KM1线圈失电，其常开触点恢复为常开状态，电机停止转动，在停止抽油机电机时，电容能提前一定时间退出电网，阻止了电感、电容之间的电流过激震荡。多功能电表WH实时测量电机的各相电压和电流大小以及功率因数，当电机的输入电流超过设定值时，延迟一定时间后KM1线圈失电，其常开触点恢复为常开，电机保护停机；多功能功率表W实时测量电机的有功功率，当电机的输出功率超过报警设定值时，延迟一定时间后KM1线圈失电，其常开触点恢复为常开，电机保护停机。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种抽油机电机控制电路，包括一次回路和用于对一次回路进行控制的二次回路，其特征在于，一次回路包括用于控制电机连接电源和断开电源的电机控制回路，用于提高电机功率因数的电容补偿回路，电机控制回路与电容补偿回路并联，并通过第一电流互感器组的原边绕组连接至三相交流电源，第一电流互感器组的入线端引出有一组三相交流电源接线端子，其出线端引出有一组单相交流电源接线端子；

二次回路包括用于控制电机启动和停止的启停回路，用于控制电容补偿回路中的电容器接入和断开电源的电容补偿控制回路，用于防止通过电机的电流过大的过电流保护回路，用于防止电机超功率运行的超功率保护回路，其中电容补偿控制回路和启停回路分别并联在单相交流电源两个接线端子之间，过电流保护回路和超功率保护回路分别通过三相交流电源接线端子和第一电流互感器组接入一次回路，过电流保护回路的继电器常开触点和超功率保护的常开触点分别并联在启停回路中停止开关的两端，当电机的功率或通过电机的电流超过设定值时，常开触点闭合，控制一次回路中电机控制回路断开，切断电机的电源。

2.如权利要求1所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，所述的电机控制回路包括第一交流接触器的第一组常开触点和与之串联并用于连接电机的出线端子，电容补偿回路包括第二断路器，第二断路器依次串联第二交流接触器的第一组常开触点和电容器。

3.如权利要求2所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，所述的过电流保护回路为多功能电表的内部电路，所述的超功率保护回路为多功能功率表的内部电路，多功能电表和多功能功率表的三相电压接线端子分别连接至三相交流电源接线端子，多功能电表和多功能功率表的三相电流接线端子分别连接至第一交流互感器组的副边绕组。

4.如权利要求3所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，所述的启停回路包括启动开关 、停止开关和急停开关，停止开关第二端依次串联第一中间继电器的线圈、第一时间继电器的常闭触点和急停开关后连接至第二个单相交流电源接线端子，停止开关的第一端连接至第一个单相交流电源接线端子；启动开关的第一端连接至停止开关的第一端，其第二端通过第一交流接触器的线圈连接至第一中间继电器线圈的第二端；第一中间继电器的常开触点、多功能电表内部继电器常开触点以及多功能功率表内部继电器常开触点分别并联在停止开关的两端，第一交流接触器的第二组常开触点并联在启动开关两端，第一时间继电器的线圈并联在第一中间继电器线圈的两端，第一交流接触器的两端并联有第二中间继电器的线圈。

5.如权利要求4所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，所述的电容补偿控制回路包括第二中间继电器的第一组常开触点，第二时间继电器以及第二交流接触器，其中第二中间继电器的第一组常开触点的第一端连接至第一个单相交流电源接线端子，第二中间继电器的第一组常开触点的第二端依次串联第二交流接触器的常闭触点和第二时间继电器的线圈后连接至第二个单相交流电源接线端子；第二时间继电器的常开触点第一端连接至停止开关的第一端，其第二端依次串联第一中间继电器的常闭触点和第二交流接触器的线圈后连接至第二个单相交流电源接线端子；第二交流接触器的第二组常开触点并联在第二时间继电器常开触点的两端。

6.如权利要求5所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，还包括一个热继电器，热继电器的线圈串联在一次回路中的第二交流接触器的第一组常开触点与电容器之间，热继电器的常闭触点串联在二次回路中第二时间继电器线圈与第二个单相交流电源接线端子之间。

7.如权利要求6所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，还包括第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器、第四熔断器、第五熔断器，其中第一熔断器、第二熔断器以及第三熔断器接在多功能功率表上的电压接线端子与三相交流电源接线端子之间，第四熔断器、第五熔断器分别接在两个单相交流电源接线端子与二次回路之间。

8.如权利要求7所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，还包括第二电流互感器，第二电流互感器的原边绕组两端并联在三相交流电源接线端子的其中一相交流电接线端子和中线接线端子之间，第二电流互感器的副边绕组两端分别连接至多功能电表的单相电源供电接线端子和多功能功率表的单相电源供电接线端子。

9.如权利要求8所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，还包括电源指示灯和运行指示灯，电源指示灯的第一端通过第二中间继电器的常闭触点和第四熔断器连接至第一个单相电源接线端子，其第二端通过第五熔断器连接至第二个单相电源接线端子；运行指示灯的第一端通过第二中间继电器的第二组常开触点和第四熔断器连接至第一个单相电源接线端子，其第二端通过第五熔断器连接至第二个单相电源接线端子。

10.如权利要求9所述的抽油机电机控制电路，其特征在于，还包括远程终端控制系统内部第一继电器的一对常开触点和第二继电器的一对常开触点，第一继电器的一对常开触点并联在停止开关的两端，第二继电器的一对常开触点并联在启动开关的两端。

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