一種抽油機(jī)節(jié)能控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了抽油機(jī)節(jié)能控制裝置。它能實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)精準(zhǔn)保護(hù)，多種運(yùn)行方式控制，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)的節(jié)能和控制。該控制裝置由主控模塊、互感器模塊、控制模塊和節(jié)能模塊構(gòu)成，所述互感器模塊、控制模塊和節(jié)能模塊連接于抽油機(jī)主回路中，互感器模塊連接主控模塊的交流信號(hào)輸入端，控制模塊和節(jié)能模塊分別接入主控模塊的控制輸出端。依據(jù)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及節(jié)能需要對(duì)電容器進(jìn)行規(guī)律投切，更好的保護(hù)補(bǔ)償電容、延長(zhǎng)電容使用壽命。
【專利說明】一種抽油機(jī)節(jié)能控制裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種適用于抽油機(jī)節(jié)能及抽油機(jī)保護(hù)裝置，具體為一種抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，用于油田抽油機(jī)綜合控制系統(tǒng)。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]抽油機(jī)分散安裝在油田的各個(gè)地方，每個(gè)抽油機(jī)之間的距離比較遠(yuǎn)，距離供電端距離通常達(dá)到幾十公里。電動(dòng)機(jī)是感性負(fù)載，消耗系統(tǒng)的無功功率，又由于抽油機(jī)的特殊，在頂點(diǎn)時(shí)有功基本處于不消耗狀態(tài)，在底點(diǎn)有功處于最大消耗，但無功功率消耗基本處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，因此功率因素從0.85—0之間變化，綜合起來功率因素低于0.6，由于電力傳輸距離長(zhǎng)，造成線損嚴(yán)重。為了節(jié)能降耗，抽油機(jī)的無功補(bǔ)償勢(shì)在必行。目前抽油機(jī)的控制系統(tǒng)由多個(gè)功能模塊組成:
[0005]一、抽油機(jī)無功補(bǔ)償裝置，負(fù)責(zé)抽油機(jī)的無功補(bǔ)償，采用單組或多組電容器，根據(jù)抽油機(jī)的無功消耗固定補(bǔ)償。
[0006]二、抽油機(jī)保護(hù)裝置，負(fù)責(zé)抽油機(jī)處于故障情況下，對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行保護(hù)，目前采用電子式的保護(hù)裝置居多，電子式的保護(hù)裝置測(cè)量精度差，動(dòng)作時(shí)間不準(zhǔn)。
[0007]三、抽油機(jī)控制裝置，抽油機(jī)有直接啟動(dòng)，有星三角啟動(dòng)，有雙速運(yùn)行，根據(jù)啟動(dòng)方式及運(yùn)行方式的不同需要采用不同的啟動(dòng)停止控制模塊。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0009]鑒于現(xiàn)有系統(tǒng)中的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供了抽油機(jī)節(jié)能控制裝置。它能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)精準(zhǔn)保護(hù)，多種運(yùn)行方式控制，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)的節(jié)能和控制。
[0010]本實(shí)用新型通過以下措施實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，該控制裝置由主控模塊、互感器模塊、控制模塊和節(jié)能模塊構(gòu)成，所述互感器模塊、控制模塊和節(jié)能模塊連接于抽油機(jī)主回路中，互感器模塊連接主控模塊的交流信號(hào)輸入端，控制模塊和節(jié)能模塊分別接入主控模塊的控制輸出端；
[0012]主控模塊，負(fù)責(zé)各個(gè)功能的主處理；
[0013]互感器模塊，用于將抽油機(jī)的工作電壓和工作電流變換成可米集的信號(hào)，以便輸出給主控模塊；
[0014]節(jié)能模塊，用于接受主控模塊的命令通過控制電容專用接觸器完成對(duì)電容的投入和退出工作；
[0015]控制模塊用于對(duì)抽油機(jī)任何狀態(tài)下的啟動(dòng)和停止進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)故障狀態(tài)的保護(hù)停機(jī)。
[0016]所述互感器模塊包括電壓互感器和電流互感器，其中電流互感器通過電纜穿心方式接于抽油機(jī)主回路中，電流互感器二次側(cè)輸出端連接到主控模塊的交流輸入端；電壓互感器一次側(cè)接入抽油機(jī)主回路中，電壓互感器二次側(cè)輸出端連接主控模塊的交流輸入端。
[0017]所述控制模塊包括主交流接觸器KMl和START按鈕和STOP按鈕。主交流接觸器串接于抽油機(jī)主回路中，接于交流互感器上部，通過交流接觸器的分、合來控制抽油機(jī)的停止、啟動(dòng)；交流電源的W相經(jīng)STOP按鈕后接主控模塊的控制輸出一端，控制輸出的另一端與主交流接觸器的常閉節(jié)點(diǎn)一端連接，主交流接觸器的常閉節(jié)點(diǎn)與START按鈕并聯(lián)，主交流接觸器的常閉節(jié)點(diǎn)的另一端連接主交流接觸器KMl的控制線圈一端，KMl控制線圈的另一端連接到交流電源的N相構(gòu)成控制回路。
[0018]所述節(jié)能模塊包括多個(gè)電力電容和多個(gè)電容專用接觸器，每一個(gè)電力電容和一個(gè)電容專用接觸器為一組，各電力電容分別經(jīng)一個(gè)電容專用接觸器并接在抽油機(jī)的主回路中。節(jié)能模塊包括四個(gè)電力電容和四個(gè)電容專用接觸器組。交流電源的W相接控制輸出部分常開節(jié)點(diǎn)一端，常開節(jié)點(diǎn)另一端接交流接觸器的控制線圈一端，控制線圈的另一端接交流電源的N相；通過節(jié)點(diǎn)的閉合使得交流接觸器線圈通電，從而使交流接觸器閉合，電力電容投入到抽油機(jī)主回路。
[0019]所述主控模塊采用ARM32位內(nèi)核的STM32F373VC為主CPU。
[0020]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
[0021]一、該裝置高集成化，集合電機(jī)節(jié)能、電機(jī)保護(hù)、電機(jī)控制一體化。
[0022]二、高精度采集電氣量，可為節(jié)能、保護(hù)、控制提供數(shù)據(jù)分析。
[0023]三、依據(jù)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及節(jié)能需要對(duì)電容器進(jìn)行規(guī)律投切，更好的保護(hù)補(bǔ)償電容、延長(zhǎng)電容使用壽命。
[0024]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0025]圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
[0026]圖1中:1-主控模塊；2_互感器模塊；3_控制模塊；4_節(jié)能模塊；KM1_主接觸器；jrj4-交流接觸器；CfC4-電力電容；U、V、W、N分別表示交流電源的三相和中性接地點(diǎn)。
[0027]【具體實(shí)施方式】:
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型的抽油機(jī)節(jié)能保護(hù)裝置控制裝置由主控模塊1、互感器模塊2、控制模塊3和節(jié)能模塊4構(gòu)成，互感器模塊2、控制模塊3和節(jié)能模塊4連接于抽油機(jī)主回路中，互感器模塊2連接主控模塊I的交流信號(hào)輸入端，控制模塊3和節(jié)能模塊4分別接入主控模塊的控制輸出端；主控模塊I通過對(duì)交流量的運(yùn)算判斷抽油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，主控模塊I通過交流接觸器KMl控制電機(jī)的運(yùn)行方式，通過控制電容專用接觸器對(duì)電容進(jìn)行投退，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
[0029]一、主控模塊采用先進(jìn)ARM32位內(nèi)核的STM32F373VC為主CPU，主頻為72M，16位AD，帶強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算處理能力，負(fù)責(zé)各個(gè)功能的主處理。設(shè)有電源部分。主CPU部分負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、分析、邏輯實(shí)施等功能，采用32位ARM框架構(gòu)建。
[0030]二、互感器模塊，由電壓互感器和電流互感器構(gòu)成。對(duì)高電壓大電流的信號(hào)進(jìn)行變送輸出，該互感器采用先進(jìn)的坡莫合金材料定制，二次輸出采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)1.2V的交流電壓值，具有飽和特性強(qiáng)，角差小特點(diǎn)。
[0031]三、控制模塊，由交流接觸器和兩個(gè)控制按鈕組成。交流接觸器，具有強(qiáng)滅弧能力，對(duì)電機(jī)的任何狀態(tài)下的啟動(dòng)和停止進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)故障狀態(tài)的保護(hù)停機(jī)，控制按鈕為現(xiàn)場(chǎng)操作使用分為合閘按鈕和分閘按鈕。
[0032]四、節(jié)能模塊，由電容專用接觸器和電力電容構(gòu)成，包括四個(gè)電力電容和四個(gè)電容專用接觸器。其中電容專用接觸器具有充電抑制涌流，切換無電弧特性，保證節(jié)能控制過程中對(duì)電容器的可靠投切，電力電容提供節(jié)能補(bǔ)償。體積小巧，方便安裝，可減小柜體體積。
[0033]抽油機(jī)工作過程如下:首先通過按下啟動(dòng)按鈕，主接觸器KMl線圈得電，抽油機(jī)機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，有故障發(fā)生，主控制模塊通過控制輸出部分接點(diǎn)切斷主接觸器線圈回路，抽油機(jī)停止，并且切除電容器組。在抽油機(jī)運(yùn)行一周后根據(jù)無功功率大小投入相應(yīng)容量的電容器組，進(jìn)行節(jié)能控制。當(dāng)按下STOP停止按鈕后，主接觸器線圈失電，主接觸器KMl釋放，電動(dòng)機(jī)停止，并且切除電容器組。
【權(quán)利要求】
1.一種抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于:該控制裝置由主控模塊、互感器模塊、控制模塊和節(jié)能模塊構(gòu)成，所述互感器模塊、控制模塊和節(jié)能模塊連接于抽油機(jī)主回路中，互感器模塊連接主控模塊的交流信號(hào)輸入端，控制模塊和節(jié)能模塊分別接入主控模塊的控制輸出端； 主控模塊，負(fù)責(zé)各個(gè)功能的主處理； 互感器模塊，用于將抽油機(jī)的工作電壓和工作電流變換成可采集的信號(hào)，以便輸出給主控模塊； 節(jié)能模塊，用于接受主控模塊的命令通過控制電容專用接觸器完成對(duì)電容的投入和退出工作； 控制模塊用于對(duì)抽油機(jī)任何狀態(tài)下的啟動(dòng)和停止進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)故障狀態(tài)的保護(hù)停機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于:所述互感器模塊包括電壓互感器和電流互感器，其中電流互感器通過電纜穿心方式接于抽油機(jī)主回路中，電流互感器二次側(cè)輸出端連接到主控模塊的交流輸入端；電壓互感器一次側(cè)接入三相供電回路中，電壓互感器二次側(cè)輸出端連接主控模塊的交流輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于:所述控制模塊包括主交流接觸器KMl和START按鈕和STOP按鈕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于:所述節(jié)能模塊包括多個(gè)電力電容和多個(gè)電容專用接觸器，每一個(gè)電力電容和一個(gè)電容專用接觸器為一組，各電力電容分別經(jīng)一個(gè)電容專用接觸器并接在抽油機(jī)的主回路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于:所述節(jié)能模塊包括四個(gè)電力電容和四個(gè)電容專用接觸器組。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抽油機(jī)節(jié)能控制裝置，其特征在于:所述主控模塊采用ARM32位內(nèi)核的STM32F373VC為主CPU。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203590087SQ201320677150
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】王中云 申請(qǐng)人:南京國(guó)高電氣自動(dòng)化有限公司