专利名称：抽油机配电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田抽油机配电装置。
在本发明之前，油田抽油机配电装置存在的主要问题是1、使用具有自动复位的按钮开关控制抽油机电机启动停止，这种按钮开关会造成抽油机电动误动作。例如抽油机控制电路处在自动启机状态，此时按下停机按钮，抽油机停转;可是手离开按钮后，控制电路中的自动延时启机单元立即工作，延时结束后，抽油机自动启机，这就给采油工人带来极大危险。
2、控制抽油机电机启停的接触器的线圈，采用线电压380V供电，当抽油机供电变压器的高压侧或低压侧发生断相时，接触器线圈两端电压仍很高，仍然可以吸合，这时抽油机启动时电机处于缺相启动状态，无起动转矩;运行时处于缺相运行状态，会造成电机过热损寿或烧毁。
3、电机过载保护均采用热继电器之类等通用保护器，其保护值是根据抽油机工况，凭经验进行调定。由于抽油机的负载随冲程、冲次、井下情况变化而变化，很难调整出准确的保护值，保护值过小，会引起误停机，过大起不到保护作用。
4、功能少，不能对抽油机中的一此相关参数也起到保护作用。
5、没有正常运行和故障部位的显示装置。
本发明的目的是提供一种电机电流保护值定值准确，不会发生缺相运行烧损电机，不会产生误操作，对抽油机其他关健参数也能进行保护的配电装置。
本发明是这样实现的，参看附
图11、手动启动合上空气开关Q1和启停钮子开关S1，将自动启机钮子开关S2置于“手动”位置，555时基块的输入端2、6脚为高电平，则输出端3脚为低电平，非门元件F1输出高电平，使三极管A1导通，延时启机继电器K2的线圈有电吸合，其常开接点K2闭合，接通接触器K1的线圈电路，K1吸合，其三个常开主触点吸合，接通抽油机电机M的电路，电机旋转工作。
2、自动启机将钮子开关S2置于自动位置，若电机M在运行过程中电网停电，当恢复供电后，电源通过电位计R1向电容器C1充电，电容器C1的电压不断上升，当C1上的电压大于5V时，则555时基块的输出端3脚立即翻转输出低电平，重复上述启机，抽油机电机启动运行。调整电位计R1的电阻值，改变R1C1的充电时间常数，使供电网络中各抽油机中的电容器C1上的电压，在0-20分钟之间的不同时间上升到5V，这样就可以避免多台抽油机同时启机对电网的冲击。
3、电机电流定值保护非饱合型电流传感线圈TA、TB、TC中的交流电流值，分别经过整流元件V3、V4、V5，按比例在电阻R19、R21、R23上折算成直流电压。该电压称为取样电压V取，分别接入运算放大器N1、N2、N3的取样电压输入端。由于R25、R26……R32等8电阻的电阻值递次减小，当合上S3-1、S3-2……S3-8等8个选择开关中的某一个时，电阻R18与合上的开关所联接的电阻进行分压，其电压为预先设计，与被保护电机的额定电流相对应，该电压称为基准电压V基、接入运算放大器N1、N2、N3的基准电压输入端。V基与V取进行比较。如电机功率为28kw，可推上与28kw相对应的选择开关S3-4，则三个运算放大器的基准电压输入端得到与28kw电机额定电流相对应的基准电压，如果电机任何一相因断相、过载等原因电流超过电机铭牌额定电流时，则V取＞V基，则该相电所对应的运算放在器输出低电压，经与非门F3、F4，使RS1触发器翻转，输出低电平，故障指示灯H4亮，再经与非门F2反相后，使三极管A2导通，保护继电器K3吸合，其常闭接点K3打开，断开接触器K1线圈的电路，接触器K1的三个主触头也随之打开，电机M停止旋转。
4、电机启动电流信号封闭抽油机电机启动电流为额定电流5-7倍，启动时间约10秒，该启动电流能使电流定值保护单元失误，为此启动时15秒内对启动电流信号进行封闭。
电阻R16与R17串联相接，组成分压电路，其串接点接入运算入大器N4的基准电压输入端，作V基。电阻R15与电容C5并联组成充放电电路，接入运算放大器N4的取样电压输入端作V取。在启动时，延时起机继电器K2的常闭接点打开，使R15、C5电路与直流电源的“+”极脱离，C5向R15放电，C5上的电压，即V取不断减少，但在15秒内V取＞V基，运算放大器N4一直输出低电平，即在15秒内虽然起动电大大超过额定电流，但此信号从与非门F3输出后就被封闭，抽油机仍正常起机。
5、相关参数保护SQ1、SQ2、SQ3……(图1中只画出2个)可以是压力、温度，振动等传感器的电接点，这些需要保护的参数任何一个超过临界值时，它们所对应的电接点就会闭合，对应的RS触发器(RS2或RS3)就会翻转，输出低电平，指示灯H3或H4亮，再经与非门F2反相，三极管A2导通，保护继电器K3吸合，其常闭接点K3打开，断开接触器K1线圈的电路，电机M停转。
6、断相启机保护接触器K1的线圈采用相电压220V供电，在抽油机供电变压器(图1中未画出，已知技术)高压侧发生断相时启机，该相电压很低，不能使接触器K1吸合，如果若另外两相中的任一相发生断相时，延时启机单元不能工作，K2不能吸合;低压侧任一相发生断相，则接触器K1线圈电路或整流稳压电源就会有一个无电，这样接触器K1就不可能吸合。
7、误动作保护在图1电路中所有手动开关都使用有记忆功能的开关，就不会发生误动作。
8、运行指示和故障部位指示在RS触发器，555时基块的输出端，联接发光二极管显示电机运行情况及故障部位。
本发明可以用下面实施例给出(参看附图1)它包括主电路、控制电路两部分，主电路包括空气开关，接触器K1的主触头，电机M等，控制电路包括自动延时启机单元、电机电流定值保护单元，相关参数保护单元、运行及故障显示单元等。其特点是1、控制电路中使用的手动开关S1、S2等都采用不能自动复位的手动开关。
2、断相保护单元中的整流变压器的原边绕组接两相火线，采用线电压380V供电，接触器K1的线圈接余下的一相火线，采用相电压220V供电;
3、电机电流定值保护单元包括取样电路，基准电路，运算电路等，基准电路中的S3-1、S3-2、……S3-8等8个选择开关的一端并联接地，另一端分别与R25、R26……R32等8个电阻值递减少的电阻相连，这8个电阻的另一端并联后与电阻R18的一端相连，R18的另一端接直流电源的“+”极，8个电阻的并联点还分别接入运算放大器N1、N2、N3的基电压输入端。取样电路中的3个非饱合型电流使感器线圈TA、TB、TC一端并联接地，另一端分别与整流元件V3、电阻19、R20;整流元件V4、电阻R21、R22;整流元件V5、电阻R23、R24串联成三个回路;再将电阻R19与R20、R21与R22、R23与R24的连接点分别接处运算放大器N1、N2、N3的取样电压输入端;运算电路中的运算放大器N1、N2、N3的三个输出端分别接入与非门F3的3个输入端，F3的输出端接入与非门F4的一个输入端。
4、启动电流信号封闭单元也包括基准电路、取样电路、运算电路等，基准电路中电阻R16与R17串联，其联接点接入运算放大器N4的基准电压输入端;取样电路中的电阻与电容器C5并联，并联后一端接地，另一端接入运算放大器N4的取样电压输入端，并通过延时启动继电器的常闭接点K2接入直流电源的“+”极，运算电路中N4的输出端，接入与非门F4的一个输出端;
5、延时启机单元包括延时电路、输出电路，延时电路中的电位计R1一端接直流电源“+”极，另一端接555时基块的输入端2和6脚，并通过钮子开关S2与电容器C1相联，电容器C1的另一端接地;555时基块的输出端3脚接入非门元件F1的输入端;输出电路中的三极管A1的基极接到非门元件F1的输出端，集电极同延时启机继电器K2的线圈相连，K2的常开接点串入接触器K1的线圈电路中;
6、相关参数安全保护单元包括温度、压力、振动等信号带的电接点SQ1、SQ2，RS触发器、与非门F3等;SQ1、SQ2的一端并联接地，另一端分别接入RS2、RS3触发器的R输入端，RS2、RS3及RS1的输出端分别接入与非门F2的输入端;三极管A2的基极同与非门F2的输出端相联，A2集电极与保护继电器K3线圈相联，K3的常闭触点串入接触器K1的供电回路中。
本发明体积小、重量轻、成本低、操作简便、坚固耐用、安全可靠，是抽油机配电装置的换代产品。
权利要求
1.一种抽油机配电装置，由主电路和控制电路组成，其特征在于控制电路中的电机定值保护单元包括基准电路、取样电路、运算电路等a、基准电路中的S3-1、S3-2……S3-8等8个选择开关的一端并联接地，另一端分别与R25、R26……R32等8个电阻值递次减少的电阻相连，8个电阻的另一端并联后与电阻R18的一端相连，R18的另一端接直流电源“+”极，8个电阻的并联点还分别接入运算放大器N1、N2、N3的基准电压输入端；b、取样电路中的3个非饱合型电流传感器线圈TA、TB、TC的一端并联接地，另一端分别与整流元件V3、电阻R19、R20；整流元件V4、电阻R21、R22；整流元件V5，电阻R23、R24串联，组成三个回路，再将电阻R19与R20、R21与R22、R23与R24的连接点分别接入运算放大器N1、N2、N3的取样电压输入端；c、运算电路中的运算放大器N1、N2、N3的三个输出端分别接入与非门F3的三个输入端，F3的输出端接入与非门F4的一个输入端；
2.根据权利要求1所述的抽油机配电装置，其特征在于控制电路中启动电流信号封闭单元包括基准电路，取样电路、运算电路。a、基准电路中的电阻R16、R17串联，其联接点接入运算放大器N4的基准电压输入端;b、取样电路中的电阻R15与电容C5的“-”端并联接地，另一端并联后接入运算放大器N4的取样电压输入端，并通过延时启动继电器的常闭接点K2接入直流电源的“+”极;c、运算电路中的N4的输出端同与非门F3的输出端分别接入与非门F4的2个输入端;
3.根据权利要求1中所述的抽油机配电装置，其特征在于控制电路中的延时启机单元包括延时电路，输出电路。a、延时电路中的电位计R1一端接直流电源“+”极，另一端接555时基块的输入端2和6，并通过钮子开关S2与电容器C1相联，电容器C1的另一端接地;555时基块的输出端3接入非门元件F1的输入端;b、输出电路中的三极管的A1的基极同非门元件F1的输出端相联，集电极同延时启机继电器K2的线圈相连，K2的常开接点串入接触器K1线圈的电路中;
4.根据权利要求1所述的抽油机配电装置，其特征在于控制电路中的相关参数安全保护单元包括温度、压力、振动等信号带的电接点SQ1、SQ2、RS触发器与非门F2等，SQ1、SQ2的一端并联接地，另一端分别接入RS2、RS3触发器的R输入端，RS2、RS3及RS1的输出端分别接入与非门F2的3个输入端，三极管A2的基极同与非门F2的输出端相联，A2的集电极与保护继电器K3线圈相联，K3的常闭触点串入接触器K1线圈的供电回路中;
5.根据权利要求1所述的抽油机配电装置，其特征在于控制电路中断相保护单元中的整流变压器的原边绕组接两相火线，采用线电压380V供电，接触器K1的线圈接余下的一相火线，采用相电压220V供电。
6.根据权利要求1所述的抽油机配电装置，其特征在于控电路中的手动开关S1、S2均为非自动复位的手动开关。
全文摘要
一种新型抽油机配电装置，由电流定值保护、断相保护，相关参数安全保护、误操作保护、自动延时启机，运行及故障显示等单元组成。能对抽油机、抽油机电机、抽油泵等部件的工况进行监测、显示和自动控制。
文档编号H02H7/08GK1065560SQ91106209
公开日1992年10月21日 申请日期1991年8月17日 优先权日1991年8月17日
发明者张相文, 周永久 申请人:辽河石油勘探局兴隆台采油厂, 辽河石油勘探局勘探开发研究院