远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜的制作方法

文档序号:7418977阅读:363来源:国知局
远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,包括控制柜主体,控制柜主体内部安装有主电路、控制电路、照明灯MD、温度控制器、加热器和散热风扇,主电路由380V三相交流电源经过塑壳断路器QF后,分为变频回路和工频回路两个并联支路;控制电路包括三个中间继电器、时间继电器、工频与变频转换开关和远控与手动转换开关,第二220V交流电源的两端之间并联有工频与变频启动电路、变频器故障输出电路、变频输出接触器控制电路、工频输出接触器控制电路、变频运行指示电路、工频运行指示电路和柜内照明控制电路,数据采集及远传电路包括开关量采集模块CJK和GPRS无线通信模块。本实用新型节能且具有数据远传功能。
【专利说明】远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜

【技术领域】
[0001]本实用新型属于抽油机控制【技术领域】,具体涉及一种远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜。

【背景技术】
[0002]我国的油田绝大部分为低能、低产油田,不像国外的油田有很强的自喷能力,大部分油要靠注水来压油入井,靠抽油机把油从地层中提升上来。抽油机的电机负载是按周期变化的,开始启动时,负荷很大,要求转矩很大,正常运行时负载率很低,一般在20%左右,高时负载率只有30%。电机的负荷曲线有2个峰值,分别为抽油机上下冲程的”死点”。未进行平衡的条件下,上、下冲程的负载极度不均衡,在上冲程时,需要提起抽油杆柱和液柱,电机需付出很大能量。在下冲程时,抽油杆柱对电机作功,使电机处于发电状态。通常在抽油机的曲柄上加上平衡块,消除上下冲程负载不平衡度。平衡块调节较好,其发电状态的时间和产生的能量就小,由于抽油负荷是每时每刻在变化,平衡配重不可能随抽油负荷作完全一致的变化,绝大部分抽油机配重严重不平衡,从而造成过大的冲击电流,冲击电流最大可为5倍的工作电流,甚至达到额定电流的3倍。调整好平衡配重,可降低冲击电流为正常工作电流的1.5倍。在国内油田使用的抽油机普遍存在的问题:运行时间长,“大马拉小车”,效率低,耗能大,冲程和冲次调节不方便,有空抽现象。另外,目前的抽油机变频控制装置没有集成在一起的远程通信功能,为了实现远程控制,有人专门在抽油机变频控制柜旁侧另设远传控制柜,存在的问题是: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度下降。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其使用操作简单方便,降低了抽油机电机的启动电流和无功损耗,减少了电网冲击,达到了节能的目的,延长了抽油机的使用寿命,能够减少工人劳动强度,具有数据采集及远传功能,使用效果好,便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:包括安装基座和安装在安装基座上的控制柜主体,所述控制柜主体的顶部为屋顶状,所述控制柜主体内部安装有主电路、控制电路、数据采集及远传电路、照明灯10、温度控制器、加热器和散热风扇,所述温度控制器的输入端接有用于对控制柜主体内部的温度进行实时检测的温度传感器,所述加热器和散热风扇均与温度控制器的输出端相接,所述控制柜主体的前侧安装有前防护门,所述前防护门上安装有前门锁和用于遮挡所述前门锁的前门锁盖,所述控制柜主体的后侧安装有后防护门,所述后防护门上安装有后门锁和用于遮挡所述后门锁的后门锁盖,所述前防护门和后防护门对称设置,所述安装基座的左侧和右侧均设置有供手插入的凹槽;
[0005]所述主电路由38(^三相交流电源经过塑壳断路器职后,分为变频回路和工频回路两个并联支路,所述变频回路和工频回路并联后的出线端与电动机综合保护器0(?连接后通往外部抽油机电机1 ;所述变频回路经过输入电抗器0恥后,进入变频器8?0,再经过变频器变频后进入交流接触器11(1 ;所述变频器的接地端与外部抽油机电机1的接地端一起接地;所述工频回路经过交流接触器21(1后,进入热继电器狃;
[0006]所述控制电路包括第一 2207交流电源、第二 2207交流电源、第一中间继电器IX八、第二中间继电器2以、第三中间继电器3以、时间继电器1(1、工频与变频转换开关抓、远控与手动转换开关1?和断路器合闸指示信号灯册,所述第一 2207交流电源经过交流微型断路器121(后,一端经过常闭急停按钮了从与远控与手动转换开关1?的第1触点、第5触点和第3触点相接,且通过塑壳断路器职的第一组常开辅助触点职-11(与断路器合闸指示信号灯的一端相接,另一端与塑壳断路器职的公共端和断路器合闸指示信号灯册的另一端相接;所述远控与手动转换开关1?的第2触点与塑壳断路器职的电动合闸端和电动机综合保护器0(?的第30个接线端子相接,所述远控与手动转换开关1?的第6触点与电动机综合保护器0(?的第29个接线端子和第31个接线端子相接,所述远控与手动转换开关1?的第4触点与塑壳断路器职的电动分闸端和电动机综合保护器0(?的第32个接线端子相接;所述远控与手动转换开关1?的第1触点和第2触点接通后为合闸状态,所述远控与手动转换开关1?的第5触点和第6触点接通后为远控状态,所述远控与手动转换开关1?的第3触点和第4触点接通后为分闸状态,所述电动机综合保护器0(?的第29个接线端子和第30个接线端子之间接有常开的远控合闸开关了1,所述电动机综合保护器0(?的第31个接线端子和第32个接线端子之间接有常开的远控分闸开关了2 ;所述第二 2207交流电源的两端之间并联有工频与变频启动电路、变频器故障输出电路、变频输出接触器控制电路、工频输出接触器控制电路、变频运行指示电路、工频运行指示电路和柜内照明控制电路,所述工频与变频启动电路包括常闭的停止按钮从,常开的运行按钮汹,第一中间继电器IX八的线圈、第一组常开触点和第一组常闭触点11^-18,时间继电器1(1的一组常开触点0',第三中间继电器3以的第一组常闭触点31^-18,第二中间继电器2以的线圈、第一组常开触点和第一组常闭触点21^-18,电动机综合保护器0(?的第33个接线端子、第34个接线端子、第35个接线端子和第36个接线端子,工频与变频转换开关抓的第1接线端子、第2接线端子、第3接线端子和第4接线端子;所述电动机综合保护器0(?的第33个接线端子和第34个接线端子之间接有常开的远控启动开关了3,所述电动机综合保护器0(?的第35个接线端子和第36个接线端子之间接有常闭的远控停止开关了4,所述工频与变频转换开关抓的第1接线端子和第2接线端子接通后为变频工作状态,所述工频与变频转换开关抓的第3接线端子和第4接线端子接通后为工频工作状态;所述停止按钮从的一端与第二 2207交流电源的一端相接,所述停止按钮的另一端与电动机综合保护器0(?的第35个接线端子相接,所述电动机综合保护器0(?的第36个接线端子与并联后的运行按钮汹和第一中间继电器1以的第一组常开触点的一端以及电动机综合保护器0(?的第33个接线端子相接,并联后的运行按钮以和第一中间继电器1以的第一组常开触点IX八-11(的另一端以及电动机综合保护器0(?的第34个接线端子均与工频与变频转换开关抓的第1接线端子和第3接线端子相接,所述工频与变频转换开关抓的第2接线端子通过串联的第二中间继电器2以的第一组常闭触点21^-18、第三中间继电器3以的第一组常闭触点31^-18和第一中间继电器1以的线圈与第二 2207交流电源的另一端相接,所述工频与变频转换开关抓的第4接线端子通过串联的第一中间继电器1以的第一组常闭触点IX八-18和第二中间继电器2以的线圈与第二 2207交流电源的另一端相接,所述第二中间继电器2以的第一组常开触点和时间继电器1(1的一组常开触点1(1并联在所述电动机综合保护器0(?的第33个接线端子与工频与变频转换开关抓的第4接线端子之间;所述变频器故障输出电路包括时间继电器XI的线圈,工频与变频转换开关抓的第5接线端子和第6接线端子,变频器的狀接线端子和%接线端子,以及第三中间继电器3以的线圈和第一组常开触点;所述工频与变频转换开关抓的第5接线端子和第6接线端子接通后为变频工作状态,所述变频器的狀接线端子和%接线端子之间接有常开的变频器故障输出开关;所述工频与变频转换开关抓的第5接线端子与第二 2207交流电源的一端相接,所述工频与变频转换开关抓的第6接线端子与变频器的狀接线端子相接,且通过第三中间继电器3以的第一组常开触点与并联后的时间继电器1(1的线圈和第三中间继电器3以的线圈的一端相接,所述变频器的%接线端子与并联后的时间继电器0的线圈和第三中间继电器3以的线圈的一端相接,并联后的时间继电器1(1的线圈和第三中间继电器3以的线圈的另一端与第二 2207交流电源的另一端相接;所述变频输出接触器控制电路包括交流接触器1X1的线圈、交流接触器21(1的一组常闭辅助触点、第一中间继电器1以的第二组常开触点和第三中间继电器3以的第二组常闭触点31^-28,所述第三中间继电器3以的第二组常闭触点31^-28、第一中间继电器1以的第二组常开触点交流接触器21(1的一组常闭辅助触点和交流接触器11(1的线圈依次串联后的一端与第二 2207交流电源的一端相接,另一端与第二 2207交流电源的另一端相接;所述工频输出接触器控制电路包括交流接触器21(1的线圈、交流接触器11(1的一组常闭辅助触点、第二中间继电器2以的第二组常开触点和热继电器冊的一组常闭辅助触点,所述第二中间继电器2以的第二组常开触点21^-21交流接触器1謂的一组常闭辅助触点、交流接触器21(1的线圈和热继电器狃的一组常闭辅助触点依次串联后的一端与第二 2207交流电源的一端相接,另一端与第二 2207交流电源的另一端相接;所述变频运行指示电路包括第一中间继电器1以的第三组常开触点和变频运行指示灯1册,所述第一中间继电器IX八的第三组常开触点和变频运行指示灯串联后的一端与2207交流电源的一端相接,另一端与2207交流电源的另一端相接;所述工频运行指示电路包括第二中间继电器2以的第三组常开触点和工频运行指示灯2册,所述第二中间继电器2以的第三组常开触点和工频运行指示灯2!!0串联后的一端与2207交流电源的一端相接,另一端与2207交流电源的另一端相接;所述柜内照明控制电路包括第一行程开关111(和第二行程开关2歷,所述第一行程开关1歷和第二行程开关2歷并联后的一端与2207交流电源的一端相接,另一端与所述照明灯10的一端相接,所述照明灯10的另一端与2207交流电源的另一端相接,所述第一行程开关1服安装在所述前防护门与控制柜主体前侧的连接位置处,所述第二行程开关111(安装在所述后防护门与控制柜主体后侧的连接位置处;
[0007]所述数据采集及远传电路包括开关量采集模块011(和与开关量采集模块011(相接的⑶旧无线通信模块,所述电动机综合保护器0(?和变频器均与⑶旧无线通信模块相接;所述开关量采集模块011(的第一开关量信号输入端I附与地之间接有用于对塑壳断路器职的运行状态进行采集的塑壳断路器职的第二组常开辅助触点(^-21所述开关量采集模块的第二开关量信号输入端与地之间接有用于对外部抽油机电机1的变频运行状态进行采集的交流接触器11(1的一组常开辅助触点,所述开关量采集模块011(的第三开关量信号输入端I吧与地之间接有用于对外部抽油机电机1的工频运行状态进行采集的交流接触器2服的一组常开辅助触点,所述开关量采集模块011(的第四开关量信号输入端I财与远控与手动转换开关1?的第7触点相接,所述远控与手动转换开关1?的第8触点接地,所述远控与手动转换开关1?的第7触点和第8触点接通后为远控状态,所述开关量采集模块011(的第五开关量信号输入端爪5与地之间接有用于对所述前防护门打开进行检测的第三行程开关3服,所述第三行程开关3服安装在所述前防护门与控制柜主体前侧的连接位置处,所述开关量采集模块011(的第六开关量信号输入端爪6与地之间接有用于对所述后防护门打开进行检测的第四行程开关411所述第四行程开关411(安装在所述后防护门与控制柜主体后侧的连接位置处。
[0008]上述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述3807三相交流电源与塑壳断路器职之间接有依次串联后再接地的一次熔断器冊和浪涌保护器81,所述浪涌保护器81安装在控制柜主体内顶部。
[0009]上述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述第二 220乂交流电源的两端之间还并联有用于对变频器故障进行指示的变频器故障指示电路,所述变频器故障指示电路包括第三中间继电器3以的第三组常开触点和变频器故障指示灯册,所述第三中间继电器3以的第三组常开触点和变频器故障指示灯册串联后的一端与第二 2207交流电源的一端相接,另一端与第二 2207交流电源的另一端相接。
[0010]上述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述电动机综合保护器0(?为带83-485总线通信接口的謂03型电动机综合保护器,所述变频器为带1^-485总线通信接口的变频器,所述开关量采集模块011(为基于83-485总线的开关量采集模块,所述无线通信模块为带83-485总线通信接口的无线通信模块,所述电动机综合保护器0(?的83-485总线通信接口、变频器的83-485总线通信接口和开关量采集模块的83-485总线通信接口均通过83-485总线与无线通信模块的83-485总线通信接口相接。
[0011]上述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述变频器上有电源输入端子1 3、X和输出端子V、V、I,所述输入电抗器0恥通过电源输入端子尺、3、X进入变频器8?0,再经过变频器变频后由输出端子V、V、I进入交流接触器11(1。
[0012]上述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述变频器8?0上接有制动电阻2尺。
[0013]上述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述控制柜主体的左侧和右侧均设置有两排长条状的凸起。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、本实用新型采用了变频调速技术,降低了抽油机电机的启动电流,减少了电网冲击,降低了抽油机电机的无功损耗,达到了节能的目的,降低了线路损耗,提高了电网功率因数。
[0016]2、本实用新型的使用操作简单方便,能够减少工人劳动强度,提高抽油效率。
[0017]3、本实用新型解决了抽油机电机断电后再通电时的电流冲击问题,在不采用本实用新型的情况下,抽油机电机的启动电流为额定电流的7倍左右,在采用本实用新型的情况下,通电瞬间的“启动”电流一般不超过额定电流。
[0018]4、本实用新型除了设计有变频回路外,还设计有工频回路,变频回路万一出现问题需要维修时,可以自动地或手动地将抽油机电机切换到工频工作状态,从而确保不停机,提高了原油产量,减少了停机带来的损失。
[0019]5、本实用新型实现了抽油机电机真正的软起动(即抽油机电机的低压、低频启动,抽油机电机是慢慢加速起来的),使抽油机电机的起动电流减少了 3?5倍,避免了对抽油机电机、变速箱、抽油机过大的机械冲击,从而延长了抽油机的使用寿命。
[0020]6、本实用新型的各种工作状态参数都能够通过无线通信模块传输到后台机,便于实现后台机的远程监控,且由于集成了数据采集及远传电路,而不是另设远传控制柜,因此检修操作方便、安全,在现场环境雷电较多时也不会造成损停。
[0021]7、本实用新型通过设置温度传感器、温度控制器、加热器和散热风扇,能够保证控制柜内的温度始终在合适的温度范围内,能够保证主电路和控制电路的长期稳定运行。
[0022]8、本实用新型的照明灯10通过第一行程开关1歷和第二行程开关来2歷控制,当打开前防护门并触动第一行程开关1服时,照明灯能够自动点亮,当打开后防护门并触动第二行程开关2服时,照明灯也能够自动点亮,无需另外操作,就能够实现照明灯的自动点亮,操作方便。
[0023]9、本实用新型的使用效果好,便于推广使用。
[0024]综上所述,本实用新型使用操作简单方便,降低了抽油机电机的启动电流和无功损耗,减少了电网冲击,达到了节能的目的,延长了抽油机的使用寿命,能够减少工人劳动强度,具有数据采集及远传功能,使用效果好,便于推广使用。
[0025]下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的前(后)视图。
[0027]图2为本实用新型的左(右)视图。
[0028]图3为本实用新型主电路的电路原理图。
[0029]图4为本实用新型控制电路与第一 2207交流电源连接部分的电路原理图。
[0030]图5为本实用新型控制电路与第二 2207交流电源连接部分的电路原理图。
[0031]图6为本实用新型数据采集及远传电路的电路原理图。
[0032]图7为本实用新型温度传感器、温度控制器、加热器和散热风扇的连接关系示意图。
[0033]附图标记说明:
[0034]1一安装基座;2—控制柜主体;3—温度控制器;
[0035]4—加热器;5—散热风扇; 6—温度传感器;
[0036]7一前防护门;8—前门锁盖; 9一后防护门;
[0037]10—后门锁盖; 11—凹槽;12—凸起;
[0038]13—3807三相交流电源;14一第一 220乂交流电源;
[0039]15—第二 2207交流电源。

【具体实施方式】
[0040]如图1、图2和图7所示,本实用新型包括安装基座1和安装在安装基座1上的控制柜主体2,所述控制柜主体2的顶部为屋顶状,所述控制柜主体2内部安装有主电路、控制电路、数据采集及远传电路、照明灯10、温度控制器3、加热器4和散热风扇5,所述温度控制器3的输入端接有用于对控制柜主体2内部的温度进行实时检测的温度传感器6,所述加热器4和散热风扇5均与温度控制器3的输出端相接,所述控制柜主体2的前侧安装有前防护门7,所述前防护门7上安装有前门锁和用于遮挡所述前门锁的前门锁盖8,所述控制柜主体2的后侧安装有后防护门9,所述后防护门9上安装有后门锁和用于遮挡所述后门锁的后门锁盖10,所述前防护门7和后防护门9对称设置,所述安装基座1的左侧和右侧均设置有供手插入的凹槽11 ;
[0041]如图3所示,所述主电路由3807三相交流电源13经过塑壳断路器职后,分为变频回路和工频回路两个并联支路,所述变频回路和工频回路并联后的出线端与电动机综合保护器0(?连接后通往外部抽油机电机1 ;所述变频回路经过输入电抗器0恥后,进入变频器8?0,再经过变频器变频后进入交流接触器11(1 ;所述变频器的接地端与外部抽油机电机1的接地端一起接地;所述工频回路经过交流接触器2謂后,进入热继电器狃;
[0042]所述控制电路包括第一 2207交流电源14、第二 2207交流电源15、第一中间继电器1以、第二中间继电器2以、第三中间继电器3以、时间继电器X1、工频与变频转换开关狐、远控与手动转换开关1?和断路器合闸指示信号灯册,如图4所示,所述第一 2207交流电源14经过交流微型断路器121(后,一端经过常闭急停按钮了从与远控与手动转换开关1?的第1触点、第5触点和第3触点相接,且通过塑壳断路器职的第一组常开辅助触点职-11(与断路器合闸指示信号灯册的一端相接,另一端与塑壳断路器职的公共端和断路器合闸指示信号灯册的另一端相接;所述远控与手动转换开关1?的第2触点与塑壳断路器职的电动合闸端和电动机综合保护器0(?的第30个接线端子相接,所述远控与手动转换开关1?的第6触点与电动机综合保护器0(?的第29个接线端子和第31个接线端子相接,所述远控与手动转换开关1?的第4触点与塑壳断路器职的电动分闸端和电动机综合保护器0(?的第32个接线端子相接;所述远控与手动转换开关1?的第1触点和第2触点接通后为合闸状态,所述远控与手动转换开关1?的第5触点和第6触点接通后为远控状态,所述远控与手动转换开关1?的第3触点和第4触点接通后为分闸状态,所述电动机综合保护器0(?的第29个接线端子和第30个接线端子之间接有常开的远控合闸开关了1,所述电动机综合保护器0(?的第31个接线端子和第32个接线端子之间接有常开的远控分闸开关了2 ;如图5所示,所述第二 2207交流电源15的两端之间并联有工频与变频启动电路、变频器故障输出电路、变频输出接触器控制电路、工频输出接触器控制电路、变频运行指示电路、工频运行指示电路和柜内照明控制电路,所述工频与变频启动电路包括常闭的停止按钮I'八,常开的运行按钮汹,第一中间继电器1以的线圈、第一组常开触点和第一组常闭触点11^-18,时间继电器1(1的一组常开触点XI,第三中间继电器3以的第一组常闭触点31(八-18,第二中间继电器2以的线圈、第一组常开触点和第一组常闭触点21^-18,电动机综合保护器0(?的第33个接线端子、第34个接线端子、第35个接线端子和第36个接线端子,工频与变频转换开关抓的第1接线端子、第2接线端子、第3接线端子和第4接线端子;所述电动机综合保护器0(?的第33个接线端子和第34个接线端子之间接有常开的远控启动开关了3,所述电动机综合保护器0(?的第35个接线端子和第36个接线端子之间接有常闭的远控停止开关了4,所述工频与变频转换开关抓的第1接线端子和第2接线端子接通后为变频工作状态,所述工频与变频转换开关抓的第3接线端子和第4接线端子接通后为工频工作状态;所述停止按钮的一端与第二 2207交流电源15的一端相接,所述停止按钮的另一端与电动机综合保护器0(?的第35个接线端子相接,所述电动机综合保护器0(?的第36个接线端子与并联后的运行按钮汹和第一中间继电器1以的第一组常开触点认八-认的一端以及电动机综合保护器0(?的第33个接线端子相接,并联后的运行按钮汹和第一中间继电器1以的第一组常开触点的另一端以及电动机综合保护器0(?的第34个接线端子均与工频与变频转换开关抓的第1接线端子和第3接线端子相接,所述工频与变频转换开关抓的第2接线端子通过串联的第二中间继电器2以的第一组常闭触点21^-18、第三中间继电器3以的第一组常闭触点31^-18和第一中间继电器1以的线圈与第二 2207交流电源15的另一端相接,所述工频与变频转换开关抓的第4接线端子通过串联的第一中间继电器1以的第一组常闭触点11^-18和第二中间继电器2以的线圈与第二 2207交流电源15的另一端相接,所述第二中间继电器2以的第一组常开触点和时间继电器1(1的一组常开触点1(1并联在所述电动机综合保护器0(?的第33个接线端子与工频与变频转换开关抓的第4接线端子之间;所述变频器故障输出电路包括时间继电器0的线圈,工频与变频转换开关抓的第5接线端子和第6接线端子,变频器的狀接线端子和%接线端子,以及第三中间继电器3以的线圈和第一组常开触点;所述工频与变频转换开关抓的第5接线端子和第6接线端子接通后为变频工作状态,所述变频器的狀接线端子和%接线端子之间接有常开的变频器故障输出开关;所述工频与变频转换开关抓的第5接线端子与第二 2207交流电源15的一端相接,所述工频与变频转换开关抓的第6接线端子与变频器的狀接线端子相接,且通过第三中间继电器31(八的第一组常开触点与并联后的时间继电器1(1的线圈和第三中间继电器3以的线圈的一端相接,所述变频器的%接线端子与并联后的时间继电器1(1的线圈和第三中间继电器3以的线圈的一端相接,并联后的时间继电器1(1的线圈和第三中间继电器3以的线圈的另一端与第二 2207交流电源15的另一端相接;所述变频输出接触器控制电路包括交流接触器1謂的线圈、交流接触器2謂的一组常闭辅助触点、第一中间继电器1以的第二组常开触点和第三中间继电器3以的第二组常闭触点31^-28,所述第三中间继电器31(八的第二组常闭触点31^-28、第一中间继电器1以的第二组常开触点交流接触器21(1的一组常闭辅助触点和交流接触器1X1的线圈依次串联后的一端与第二 2207交流电源15的一端相接,另一端与第二 2207交流电源15的另一端相接;所述工频输出接触器控制电路包括交流接触器21(1的线圈、交流接触器11(1的一组常闭辅助触点、第二中间继电器21(八的第二组常开触点和热继电器狃的一组常闭辅助触点,所述第二中间继电器21(八的第二组常开触点21^-21交流接触器11(1的一组常闭辅助触点、交流接触器21(1的线圈和热继电器狃的一组常闭辅助触点依次串联后的一端与第二 2207交流电源15的一端相接,另一端与第二 2207交流电源15的另一端相接;所述变频运行指示电路包括第一中间继电器1以的第三组常开触点和变频运行指示灯1册,所述第一中间继电器1以的第三组常开触点和变频运行指示灯串联后的一端与2207交流电源的一端相接,另一端与2207交流电源的另一端相接;所述工频运行指示电路包括第二中间继电器21(八的第三组常开触点和工频运行指示灯2册,所述第二中间继电器2以的第三组常开触点和工频运行指示灯2!!0串联后的一端与2207交流电源的一端相接,另一端与2207交流电源的另一端相接;所述柜内照明控制电路包括第一行程开关111(和第二行程开关2歷,所述第一行程开关1歷和第二行程开关2歷并联后的一端与2207交流电源的一端相接,另一端与所述照明灯10的一端相接,所述照明灯10的另一端与2207交流电源的另一端相接,所述第一行程开关1服安装在所述前防护门7与控制柜主体2前侧的连接位置处,所述第二行程开关111(安装在所述后防护门9与控制柜主体2后侧的连接位置处;
[0043]如图6所示,所述数据采集及远传电路包括开关量采集模块011(和与开关量采集模块011(相接的无线通信模块,所述电动机综合保护器0(?和变频器均与无线通信模块相接;所述开关量采集模块011(的第一开关量信号输入端I附与地之间接有用于对塑壳断路器职的运行状态进行采集的塑壳断路器职的第二组常开辅助触点(^-21所述开关量采集模块011(的第二开关量信号输入端I吧与地之间接有用于对外部抽油机电机1的变频运行状态进行采集的交流接触器1服的一组常开辅助触点,所述开关量采集模块的第三开关量信号输入端爪3与地之间接有用于对外部抽油机电机1的工频运行状态进行采集的交流接触器2服的一组常开辅助触点,所述开关量采集模块011(的第四开关量信号输入端I财与远控与手动转换开关1?的第7触点相接,所述远控与手动转换开关1?的第8触点接地,所述远控与手动转换开关1?的第7触点和第8触点接通后为远控状态,所述开关量采集模块011(的第五开关量信号输入端I阳与地之间接有用于对所述前防护门7打开进行检测的第三行程开关311所述第三行程开关311(安装在所述前防护门7与控制柜主体2前侧的连接位置处,所述开关量采集模块011(的第六开关量信号输入端爪6与地之间接有用于对所述后防护门9打开进行检测的第四行程开关411所述第四行程开关411(安装在所述后防护门9与控制柜主体2后侧的连接位置处。
[0044]如图3所示,本实施例中,所述3807三相交流电源13与塑壳断路器职之间接有依次串联后再接地的一次熔断器冊和浪涌保护器8匕所述浪涌保护器81安装在控制柜主体2内顶部。一次熔断器冊能够在所述主电路出现过电流、过电压或过热等异常现象时立即熔断,起到保护作用,可防止故障进一步扩大;浪涌保护器81能够有效地泄放出线在低压系统线路的侵入雷和感应雷,并且能有效地抑制由此产生的过电压,有效保护遭到雷击的该抽油机变频控制装置。
[0045]如图5所示,本实施例中,所述第二 220乂交流电源15的两端之间还并联有用于对变频器故障进行指示的变频器故障指示电路,所述变频器故障指示电路包括第三中间继电器3以的第三组常开触点和变频器故障指示灯册,所述第三中间继电器31(八的第三组常开触点和变频器故障指示灯册串联后的一端与第二 2207交流电源15的一端相接,另一端与第二 2207交流电源15的另一端相接。
[0046]如图6所示,本实施例中,所述电动机综合保护器0(?为带83-485总线通信接口的1(103型电动机综合保护器,所述变频器为带83-485总线通信接口的变频器,所述开关量采集模块011(为基于旧-485总线的开关量采集模块,所述⑶旧无线通信模块为带1^-485总线通信接口的无线通信模块,所述电动机综合保护器0(?的83-485总线通信接口、变频器的83-485总线通信接口和开关量采集模块的83-485总线通信接口均通过83-485总线与无线通信模块的83-485总线通信接口相接。
[0047]如图3所示,本实施例中,所述变频器8?0上有电源输入端子1 3、I和输出端子V、V、I,所述输入电抗器0恥通过电源输入端子8、3、X进入变频器8?0,再经过变频器变频后由输出端子口进入交流接触器11(1。
[0048]如图3所示,本实施例中,所述变频器上接有制动电阻21通过设置制动电阻2尺,能够有效地防止所述变频器过电压。
[0049]如图2所示,本实施例中,所述控制柜主体2的左侧和右侧均设置有两排长条状的凸起12。
[0050]本实用新型的工作过程是:接通交流微型断路器121(后,操作远控与手动转换开关1?,使远控与手动转换开关1?的第1触点和第2触点接通时为合闸状态,使远控与手动转换开关1?的第5触点和第6触点接通时为远控状态,远控状态下,所述远控与手动转换开关1?的第7触点和第8触点接通,为采集到了远控工作状态,所述开关量采集模块011(的第四开关量信号输入端I财接收到该信号并通过⑶旧无线通信模块无线传输到后台机;工作人员在后台机上能够得知此时为远控工作状态,远控合闸信号输出后,所述电动机综合保护器0(?能够通过⑶旧无线通信模块接收到远控合闸信号,所述电动机综合保护器0(?的第29个接线端子和第30个接线端子之间连接的常开的远控合闸开关了1闭合,实现了远控合闸;合闸后,断路器合闸指示信号灯册点亮,指示塑壳断路器职处于合闸状态,变频器
运行,接着启动常开的运行按钮汹,第一中间继电器1以的线圈通电,第一中间继电器IX八的第二组常开触点闭合,交流接触器11(1通电运行,带动外部抽油机电机1进入启动状态,启动完毕后外部抽油机电机1处于运行状态,带动外部抽油机工作采油。正常情况下,外部抽油机电机1通过所述变频回路工作,当所述变频回路出现故障时,第三中间继电器3以的线圈通电,第三中间继电器3以的第一组常开触点闭合,时间继电器0的线圈通电,延时一段时间后,第二中间继电器2以的线圈通电,第二中间继电器21(八的第二组常开触点闭合,交流接触器21(1通电运行,此时外部抽油机电机1由变频运行状态自动转入工频运行状态。变频运行状态下,第一中间继电器1以的第三组常开触点IX八-31(闭合,变频运行指示灯点亮,指示外部抽油机电机1运行在变频运行状态下;当所述变频回路出现故障时,第三中间继电器3以的第三组常开触点闭合,变频器故障指示灯册点亮,指示所述变频回路出现了故障;工频运行状态下,第二中间继电器21(八的第三组常开触点闭合,工频运行指示灯2!!0点亮,指示外部抽油机电机1运行在工频运行状态下。无论是在变频运行状态下还是工频运行状态,电动机综合保护器0(?都能可靠保护外部抽油机电机1的短路,过载,堵转等。
[0051]另外,合闸后,塑壳断路器职的第二组常开辅助触点职-21(闭合,为采集到了塑壳断路器职的合闸状态,所述开关量采集模块011(的第一开关量信号输入端I附接收到该信号并通过⑶…无线通信模块无线传输到后台机;变频运行状态下,交流接触器11(1通电运行,交流接触器1服的一组常开辅助触点接通,为采集到了外部抽油机电机1的变频运行状态,所述开关量采集模块011(的第二开关量信号输入端I吧接收到该信号并通过⑶旧无线通信模块无线传输到后台机;工频运行状态下,交流接触器21(1通电运行,交流接触器21(1的一组常开辅助触点接通,为采集到了外部抽油机电机1的工频运行状态,所述开关量采集模块011(的第三开关量信号输入端爪3接收到该信号并通过⑶旧无线通信模块无线传输到后台机,方便了工作人员在后台机上监控抽油机在现场的工作状态;当打开前防护门7并触动第三行程开关3服时,第三行程开关3服闭合,为检测到了前防护门7打开的信息,所述开关量采集模块011(的第五开关量信号输入端I阳接收到该信号并通过⑶旧无线通信模块无线传输到后台机;当打开后防护门9并触动第四行程开关411(时,第四行程开关411(闭合,为检测到了后防护门9打开的信息,所述开关量采集模块011(的第六开关量信号输入端I邮接收到该信号并通过⑶旧无线通信模块无线传输到后台机;方便了工作人员在后台机上监控前防护门7和后防护门9打开了状态,有助于第一时间发现有人闯入的信息。
[0052]另外,本实用新型使用时,当打开前防护门7并触动第一行程开关1歷时,照明灯10与22(^交流电源接通,照明灯10点亮照明;当打开后防护门9并触动第二行程开关2歷时,照明灯10与2207交流电源接通,照明灯10点亮照明。
[0053]以上工作过程中,温度传感器6能够对控制柜主体2内部的温度进行实时检测并将检测到的信号实时输出给温度控制器3,温度控制器3在温度传感器6检测到的温度信号低于温度设定值时,控制加热器4开始加热,直至达到温度设定值;温度控制器3在温度传感器6检测到的温度信号高于温度设定值时,控制散热风扇5开始散热,直至达到温度设定值;这样就能够保证控制柜内的温度始终在合适的温度范围内,能够保证主电路和控制电路的长期稳定运行。
[0054]以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:包括安装基座(I)和安装在安装基座(I)上的控制柜主体(2),所述控制柜主体(2)的顶部为屋顶状,所述控制柜主体⑵内部安装有主电路、控制电路、数据采集及远传电路、照明灯MD、温度控制器(3)、加热器(4)和散热风扇(5),所述温度控制器(3)的输入端接有用于对控制柜主体(2)内部的温度进行实时检测的温度传感器(6),所述加热器(4)和散热风扇(5)均与温度控制器(3)的输出端相接,所述控制柜主体(2)的前侧安装有前防护门(7),所述前防护门(7)上安装有前门锁和用于遮挡所述前门锁的前门锁盖(8),所述控制柜主体(2)的后侧安装有后防护门(9),所述后防护门(9)上安装有后门锁和用于遮挡所述后门锁的后门锁盖(10),所述前防护门(7)和后防护门(9)对称设置,所述安装基座(I)的左侧和右侧均设置有供手插入的凹槽(11); 所述主电路由380V三相交流电源(13)经过塑壳断路器QF后,分为变频回路和工频回路两个并联支路,所述变频回路和工频回路并联后的出线端与电动机综合保护器DGK连接后通往外部抽油机电机M ;所述变频回路经过输入电抗器DKQ后,进入变频器BPQ,再经过变频器BPQ变频后进入交流接触器IKM ;所述变频器BPQ的接地端PE与外部抽油机电机M的接地端一起接地;所述工频回路经过交流接触器2KM后,进入热继电器KH ; 所述控制电路包括第一 220V交流电源(14)、第二 220V交流电源(15)、第一中间继电器1KA、第二中间继电器2KA、第三中间继电器3KA、时间继电器KT、工频与变频转换开关QK、远控与手动转换开关KK和断路器合闸指示信号灯HD,所述第一 220V交流电源(14)经过交流微型断路器IZK后,一端经过常闭急停按钮JTA与远控与手动转换开关KK的第I触点、第5触点和第3触点相接,且通过塑壳断路器QF的第一组常开辅助触点QF-1K与断路器合闸指示信号灯HD的一端相接,另一端与塑壳断路器QF的公共端和断路器合闸指示信号灯HD的另一端相接;所述远控与手动转换开关KK的第2触点与塑壳断路器QF的电动合闸端和电动机综合保护器DGK的第30个接线端子相接,所述远控与手动转换开关KK的第6触点与电动机综合保护器DGK的第29个接线端子和第31个接线端子相接,所述远控与手动转换开关KK的第4触点与塑壳断路器QF的电动分闸端和电动机综合保护器DGK的第32个接线端子相接;所述远控与手动转换开关KK的第I触点和第2触点接通后为合闸状态,所述远控与手动转换开关KK的第5触点和第6触点接通后为远控状态,所述远控与手动转换开关KK的第3触点和第4触点接通后为分闸状态,所述电动机综合保护器DGK的第29个接线端子和第30个接线端子之间接有常开的远控合闸开关Jl,所述电动机综合保护器DGK的第31个接线端子和第32个接线端子之间接有常开的远控分闸开关J2 ;所述第二 220V交流电源(15)的两端之间并联有工频与变频启动电路、变频器故障输出电路、变频输出接触器控制电路、工频输出接触器控制电路、变频运行指示电路、工频运行指示电路和柜内照明控制电路,所述工频与变频启动电路包括常闭的停止按钮TA,常开的运行按钮QA,第一中间继电器IKA的线圈、第一组常开触点1KA-1K和第一组常闭触点1KA-1B,时间继电器KT的一组常开触点KT,第三中间继电器3KA的第一组常闭触点3KA-1B,第二中间继电器2KA的线圈、第一组常开触点2KA-1K和第一组常闭触点2KA-1B,电动机综合保护器DGK的第33个接线端子、第34个接线端子、第35个接线端子和第36个接线端子,工频与变频转换开关QK的第I接线端子、第2接线端子、第3接线端子和第4接线端子;所述电动机综合保护器DGK的第33个接线端子和第34个接线端子之间接有常开的远控启动开关J3,所述电动机综合保护器DGK的第35个接线端子和第36个接线端子之间接有常闭的远控停止开关J4,所述工频与变频转换开关QK的第I接线端子和第2接线端子接通后为变频工作状态,所述工频与变频转换开关QK的第3接线端子和第4接线端子接通后为工频工作状态;所述停止按钮TA的一端与第二 220V交流电源(15)的一端相接,所述停止按钮TA的另一端与电动机综合保护器DGK的第35个接线端子相接,所述电动机综合保护器DGK的第36个接线端子与并联后的运行按钮QA和第一中间继电器IKA的第一组常开触点1KA-1K的一端以及电动机综合保护器DGK的第33个接线端子相接,并联后的运行按钮QA和第一中间继电器IKA的第一组常开触点1KA-1K的另一端以及电动机综合保护器DGK的第34个接线端子均与工频与变频转换开关QK的第I接线端子和第3接线端子相接,所述工频与变频转换开关QK的第2接线端子通过串联的第二中间继电器2KA的第一组常闭触点2KA-1B、第三中间继电器3KA的第一组常闭触点3KA-1B和第一中间继电器IKA的线圈与第二 220V交流电源(15)的另一端相接,所述工频与变频转换开关QK的第4接线端子通过串联的第一中间继电器IKA的第一组常闭触点1KA-1B和第二中间继电器2KA的线圈与第二 220V交流电源(15)的另一端相接,所述第二中间继电器2KA的第一组常开触点2KA-1K和时间继电器KT的一组常开触点KT并联在所述电动机综合保护器DGK的第33个接线端子与工频与变频转换开关QK的第4接线端子之间;所述变频器故障输出电路包括时间继电器KT的线圈,工频与变频转换开关QK的第5接线端子和第6接线端子,变频器BPQ的RA接线端子和RC接线端子,以及第三中间继电器3KA的线圈和第一组常开触点3KA-1K ;所述工频与变频转换开关QK的第5接线端子和第6接线端子接通后为变频工作状态,所述变频器BPQ的RA接线端子和RC接线端子之间接有常开的变频器故障输出开关;所述工频与变频转换开关QK的第5接线端子与第二 220V交流电源(15)的一端相接,所述工频与变频转换开关QK的第6接线端子与变频器BPQ的RA接线端子相接,且通过第三中间继电器3KA的第一组常开触点3KA-1K与并联后的时间继电器KT的线圈和第三中间继电器3KA的线圈的一端相接,所述变频器BPQ的RC接线端子与并联后的时间继电器KT的线圈和第三中间继电器3KA的线圈的一端相接,并联后的时间继电器KT的线圈和第三中间继电器3KA的线圈的另一端与第二 220V交流电源(15)的另一端相接;所述变频输出接触器控制电路包括交流接触器IKM的线圈、交流接触器2KM的一组常闭辅助触点、第一中间继电器IKA的第二组常开触点1KA-2K和第三中间继电器3KA的第二组常闭触点3KA-2B,所述第三中间继电器3KA的第二组常闭触点3KA-2B、第一中间继电器IKA的第二组常开触点1KA-2K、交流接触器2KM的一组常闭辅助触点和交流接触器IKM的线圈依次串联后的一端与第二 220V交流电源(15)的一端相接,另一端与第二 220V交流电源(15)的另一端相接;所述工频输出接触器控制电路包括交流接触器2KM的线圈、交流接触器IKM的一组常闭辅助触点、第二中间继电器2KA的第二组常开触点2KA-2K和热继电器KH的一组常闭辅助触点,所述第二中间继电器2KA的第二组常开触点2KA-2K、交流接触器IKM的一组常闭辅助触点、交流接触器2KM的线圈和热继电器KH的一组常闭辅助触点依次串联后的一端与第二 220V交流电源(15)的一端相接,另一端与第二 220V交流电源(15)的另一端相接;所述变频运行指示电路包括第一中间继电器IKA的第三组常开触点1KA-3K和变频运行指示灯1HD,所述第一中间继电器IKA的第三组常开触点1KA-3K和变频运行指示灯IHD串联后的一端与220V交流电源的一端相接,另一端与220V交流电源的另一端相接;所述工频运行指示电路包括第二中间继电器2KA的第三组常开触点2KA-3K和工频运行指示灯2HD,所述第二中间继电器2KA的第三组常开触点2KA-3K和工频运行指示灯2HD串联后的一端与220V交流电源的一端相接,另一端与220V交流电源的另一端相接;所述柜内照明控制电路包括第一行程开关IMK和第二行程开关2MK,所述第一行程开关IMK和第二行程开关2MK并联后的一端与220V交流电源的一端相接,另一端与所述照明灯MD的一端相接,所述照明灯MD的另一端与220V交流电源的另一端相接,所述第一行程开关IMK安装在所述前防护门(7)与控制柜主体(2)前侧的连接位置处,所述第二行程开关IMK安装在所述后防护门(9)与控制柜主体(2)后侧的连接位置处; 所述数据采集及远传电路包括开关量采集模块CJK和与开关量采集模块CJK相接的GPRS无线通信模块,所述电动机综合保护器DGK和变频器BPQ均与GPRS无线通信模块相接;所述开关量采集模块CJK的第一开关量信号输入端INl与地之间接有用于对塑壳断路器QF的运行状态进行采集的塑壳断路器QF的第二组常开辅助触点QF-2K,所述开关量采集模块CJK的第二开关量信号输入端IN2与地之间接有用于对外部抽油机电机M的变频运行状态进行采集的交流接触器IKM的一组常开辅助触点,所述开关量采集模块CJK的第三开关量信号输入端IN3与地之间接有用于对外部抽油机电机M的工频运行状态进行采集的交流接触器2KM的一组常开辅助触点,所述开关量采集模块CJK的第四开关量信号输入端IN4与远控与手动转换开关KK的第7触点相接,所述远控与手动转换开关KK的第8触点接地,所述远控与手动转换开关KK的第7触点和第8触点接通后为远控状态,所述开关量采集模块CJK的第五开关量信号输入端IN5与地之间接有用于对所述前防护门(7)打开进行检测的第三行程开关3MK,所述第三行程开关3MK安装在所述前防护门(7)与控制柜主体(2)前侧的连接位置处,所述开关量采集模块CJK的第六开关量信号输入端IN6与地之间接有用于对所述后防护门(9)打开进行检测的第四行程开关4MK,所述第四行程开关4MK安装在所述后防护门(9)与控制柜主体(2)后侧的连接位置处。
2.按照权利要求1所述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述380V三相交流电源(13)与塑壳断路器QF之间接有依次串联后再接地的一次熔断器FU和浪涌保护器BL,所述浪涌保护器BL安装在控制柜主体(2)内顶部。
3.按照权利要求1所述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述第二 220V交流电源(15)的两端之间还并联有用于对变频器BPQ故障进行指示的变频器故障指示电路,所述变频器故障指示电路包括第三中间继电器3KA的第三组常开触点3KA-3K和变频器故障指示灯HY,所述第三中间继电器3KA的第三组常开触点3KA-3K和变频器故障指示灯HY串联后的一端与第二 220V交流电源(15)的一端相接,另一端与第二220V交流电源(15)的另一端相接。
4.按照权利要求1所述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述电动机综合保护器DGK为带RS-485总线通信接口的KMD3型电动机综合保护器,所述变频器BPQ为带RS-485总线通信接口的变频器,所述开关量采集模块CJK为基于RS-485总线的开关量采集模块,所述GPRS无线通信模块为带RS-485总线通信接口的GPRS无线通信模块,所述电动机综合保护器DGK的RS-485总线通信接口、变频器BPQ的RS-485总线通信接口和开关量采集模块的RS-485总线通信接口均通过RS-485总线与GPRS无线通信模块的RS-485总线通信接口相接。
5.按照权利要求1所述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述变频器BPQ上有电源输入端子R、S、T和输出端子U、V、W,所述输入电抗器DKQ通过电源输入端子R、S、T进入变频器BPQ,再经过变频器BPQ变频后由输出端子U、V、W进入交流接触器1KM。
6.按照权利要求1所述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述变频器BPQ上接有制动电阻ZR。
7.按照权利要求1所述的远程与就地控制相结合的抽油机节能控制柜,其特征在于:所述控制柜主体(2)的左侧和右侧均设置有两排长条状的凸起(12)。
【文档编号】H02P27/04GK204231256SQ201420763417
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】成平娜 申请人:陕西科沃电气股份有限公司
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