抽油机三角形启动星形运行节能控制柜及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种抽油机三角形启动星形运行节能控制柜，包括主回路和控制回路；控制回路包括两个按钮、三个指示灯、三个保险开关、一个中间继电器KM4和一个时间继电器SJ；所述380V三相电源的一根进线L11通过保险开关FU3后为节点A，所述380V三相电源的另一根进线L13通过保险开关FU4后为节点B，在节点A与节点B之间连接有多条支路；控制柜的控制方法包括：接通电源；三角形启动；三角形启动后的保持；星形运行；运行中根据具体情况可以在星形和三角形运行之间自动切换，通过最佳控制达到最大限度的节能。本发明专利技术控制柜实现抽油机三角形启动尔后星形运行的方式与传统的三角形运行比对；有功节电率为42.36％，无功节电率为74.14％，综合节电率50.26％。

【技术实现步骤摘要】
抽油机三角形启动星形运行节能控制柜及其控制方法
本专利技术涉及一种抽油机控制柜，尤其涉及一种抽油机三角形启动星形运行节能控制柜。
技术介绍
油田采油生产用的抽油机是惯性矩较大的机械设备，工作时都是带载启动，特别是稠油和高凝油结构井，需要大功率启动，为了满足启动的需要，不得不配备额定功率较大的电动机来拖动。另外，抽油机的电动机载荷是带有冲击性的变载荷，为了使拖动抽油的电动机稳定运行并有一定的过载能力，需按抽油机的最大功率来配备电动机。长期以来，油田使用的抽油机电动机，由于大马拉小车，浪费资源太多，大多都处于轻载运行，甚至个别运行段是空载运行。这就是目前油田通常采用的如图1所示的三角形接线法的控制柜的运行方式，采用380V启动运行，采用电机的“三角形”接法是将各相绕组依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为三相电的三个相线。三角形接法时电机相电压等于线电压，线电流等于根号3倍的相电流。大多数抽油机电动机负载低于45％，功率因数低于0.56以下，由于，抽油机电动机长期处于低负载、低功率因数状态下运行机制，从而造成了线路，变压器、电动机的较大功率损耗。目前也有采用星形接线法的，如图2所示，电机的星形接法是将各相绕组的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三个相线。星形接时，线电压是相电压的根号3倍，而线电流等于相电流。星形接法由于起输出功率小，只能用于小功率，大扭矩电机。如何实现抽油机节电的最佳控制是目前本领域内亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种抽油机三角形启动星形运行节能控制柜，可以解决油田抽油机不同情况下的运行，自动跟踪，自动控制，可以达到最佳控制和节电的目的，是具有当代抽油机改革节能电控制柜先进水平的产品。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种抽油机三角形启动星形运行节能控制柜，其技术方案如下：该控制柜包括主回路和控制回路；所述主回路包括380V三相电源，三个电流互感器，三个交流接触器，两个智能电机保护器和两个保险开关；三个电流互感器包括电流互感器T1、电流互感器T2和电流互感器T3；三个交流接触器包括交流接触器KM1、交流接触器KM2和交流接触器KM3；两个智能电机保护器包括智能电机保护器FS1和智能电机保护器FS2；两个保险开关包括保险开关FU1和保险开关FU2；所述380V三相电源的三根进线分别穿过电流互感器T1、电流互感器T2和电流互感器T3后通过电源开关QF接到交流接触器KM1的上端，并与交流接触器KM2的上端并联，交流接触器KM1的下端依次穿过智能电机保护器FS1和智能电机保护器FS2与电机M相连，其中，电源进线L11与电机M的第一相首端U1相连，电源进线L12与电机M的第二相首端V1相连，电源进线L13与电机M的第三相首端W1相连，交流接触器KM2的下端与电机M相连，其中，电源进线L11过交流接触器KM2后与电机M的第一相尾端V2相连，电源进线L12过交流接触器KM2后与电机M的第二相尾端W2相连，电源进线L13过交流接触器KM2后与电机M的第三相尾端U2相连；所述控制回路包括两个按钮、三个指示灯、三个保险开关、一个中间继电器KM4和一个时间继电器SJ；两个按钮包括停止按钮SB1和启动按钮SB2；三个指示灯包括指示灯HL1、指示灯HL2和指示灯HL3，三个保险开关包括保险开关FU3、保险开关FU4和保险开关FU5；所述380V三相电源的一根进线L11通过保险开关FU3后为节点A，所述380V三相电源的另一根进线L13通过保险开关FU4后为节点B，在节点A与节点B之间连接有如下支路：自节点A依次通过交流接触器KM1的常闭辅助触点NC和指示灯HL1连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM2的常开辅助触点NO和指示灯HL2连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM3的常开辅助触点NO后与指示灯HL3连接至节点B；自节点A通过智能电机保护器FS1的线圈连接至节点B；自节点A依次通过停止按钮SB1的常闭触点、启动按钮SB2的常开触点、交流接触器KM1的线圈、智能电机保护器FS1的常闭触点连接至节点B；交流接触器KM1的常开触点NO1与所述启动按钮SB2的常开触点并联；自节点A通过智能电机保护器FS2的线圈连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM1的常开辅助触点NO2、交流接触器KM3的常闭辅助触点NC、时间继电器SJ的常闭触点NC、交流接触器KM2的线圈、交流接触器KM4的常闭辅助触点NC1、智能电机保护器FS2的常闭触点NC连接至节点B；上述交流接触器KM1的常开辅助触点NO2与交流接触器KM3的常闭辅助触点NC之间为节点C，自节点C依次通过交流接触器KM2的常闭辅助触点NC、时间继电器SJ的常开触点NO和交流接触器KM3的线圈连接至节点B；自节点B依次通过智能电机保护器FS2的常开触点NO、交流接触器KM4的常开辅助触点NO连接至交流接触器KM2的线圈；上述智能电机保护器FS2的常开触点NO与交流接触器KM4的常开辅助触点NO之间为节点D，自节点A通过交流接触器KM4的线圈连接至节点D；自节点A依次通过保险开关FU5、交流接触器KM4的常闭辅助触点NC2、时间继电器SJ的线圈连接至节点B。本专利技术提出的一种抽油机三角形启动星形运行控制方法，包括以下步骤：步骤一、接通电源：合上电源开关QF，指示灯HL1亮；步骤二、三角形启动：按下启动按钮SB2，交流接触器KM1线圈得电，交流接触器KM1的常开触点NO1闭合，与此同时，交流接触器KM1的常开触点NO2闭合，经交流接触器KM3的常闭触点NC、时间继电器SJ的常闭触点NC，交流接触器KM2线圈得电，交流接触器KM2开始工作，三角形启动完成；步骤三、三角形启动后的保持：三角形启动完成后，指示灯HL2亮，指示灯HL1灭，交流接触器KM1的常开触点NO2闭合，经保险开关FU5、中间继电器KM4的常闭触点NC2，时间继电器SJ线圈得电，时间继电器SJ开始工作，通过时间继电器SJ的整定，时间继电器SJ的常闭触点NC得电后，使三角形启动保持住；步骤四、星形运行：时间继电器SJ的整定时间到后，时间继电器SJ的常开触点NO瞬时闭合，时间继电器SJ的常闭触点NC瞬时断开，交流接触器KM3线圈得电，交流接触器KM3开始工作，交流接触器KM3的常闭触点NC断开，电机M处于星形运行，指示灯HL3亮，指示灯HL2灭；电机星形运行中，若电流超过智能电机保护器FS2的设定值时，智能电机保护器FS2的常开触点NO接通，智能电机保护器FS2的常闭触点NC断开，中间继电器KM4线圈得电，中间继电器KM4的常开触点NO闭合，中间继电器KM4的常闭触点NC1断开，交流接触器KM2线圈得电开始工作，交流接触器KM2的常闭触点NC断开，交流接触器KM3线圈失电，此时，电机M转换为三角形运行，此刻，指示灯HL2亮，指示灯HL3灭；电机三角形运行中，若电流超过智能保护器FS1的设定值时，智能电机保护器FS1常闭触点NC断开，交流接接触器KM1线圈失电，电机M停止运行，按智能电机保护器FS1的复位键后返回步骤二；电机在运行状态下，按下停止按钮SB1，交流接触器KM1线圈失电，电机M停止运行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一般来讲，电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油机三角形启动星形运行节能控制柜，包括主回路和控制回路；所述主回路包括380V三相电源，三个电流互感器，三个交流接触器，两个智能电机保护器和两个保险开关；三个电流互感器包括电流互感器T1、电流互感器T2和电流互感器T3；三个交流接触器包括交流接触器KM1、交流接触器KM2和交流接触器KM3；两个智能电机保护器包括智能电机保护器FS1和智能电机保护器FS2；两个保险开关包括保险开关FU1和保险开关FU2；所述380V三相电源的三根进线分别穿过电流互感器T1、电流互感器T2和电流互感器T3后通过电源开关QF接到交流接触器KM1的上端，并与交流接触器KM2的上端并联，交流接触器KM1的下端依次穿过智能电机保护器FS1和智能电机保护器FS2与电机M相连，其中，电源进线L11与电机M的第一相首端U1相连，电源进线L12与电机M的第二相首端V1相连，电源进线L13与电机M的第三相首端W1相连，交流接触器KM2的下端与电机M相连，其中，电源进线L11过交流接触器KM2后与电机M的第一相尾端V2相连，电源进线L12过交流接触器KM2后与电机M的第二相尾端W2相连，电源进线L13过交流接触器KM2后与电机M的第三相尾端U2相连；其特征在于：所述控制回路包括两个按钮、三个指示灯、三个保险开关、一个中间继电器KM4和一个时间继电器SJ；两个按钮包括停止按钮SB1和启动按钮SB2；三个指示灯包括指示灯HL1、指示灯HL2和指示灯HL3，三个保险开关包括保险开关FU3、保险开关FU4和保险开关FU5；所述380V三相电源的一根进线L11通过保险开关FU3后为节点A，所述380V三相电源的另一根进线L13通过保险开关FU4后为节点B，在节点A与节点B之间连接有如下支路：自节点A依次通过交流接触器KM1的常闭辅助触点NC和指示灯HL1连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM2的常开辅助触点NO和指示灯HL2连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM3的常开辅助触点NO后与指示灯HL3连接至节点B；自节点A通过智能电机保护器FS1的线圈连接至节点B；自节点A依次通过停止按钮SB1的常闭触点、启动按钮SB2的常开触点、交流接触器KM1的线圈、智能电机保护器FS2的常闭触点连接至节点B；交流接触器KM1的常开触点NO1与所述启动按钮SB2的常开触点并联；自节点A通过智能电机保护器FS2的线圈连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM1的常开辅助触点NO2、交流接触器KM3的常闭辅助触点NC、时间继电器SJ的常闭触点NC、交流接触器KM2的线圈、交流接触器KM4的常闭辅助触点NC1、智能电机保护器FS2的常闭触点NC连接至节点B；上述交流接触器KM1的常开辅助触点NO2与交流接触器KM3的常闭辅助触点NC之间为节点C，自节点C依次通过交流接触器KM2的常闭辅助触点NC、时间继电器SJ的常开触点NO和交流接触器KM3的线圈连接至节点B；自节点B依次通过智能电机保护器FS2的常开触点NO、交流接触器KM4的常开辅助触点NO连接至交流接触器KM2的线圈；上述智能电机保护器FS2的常开触点NO与交流接触器KM4的常开辅助触点NO之间为节点D，自节点A通过交流接触器KM4的线圈连接至节点D；自节点A依次通过保险开关FU5、交流接触器KM4的常闭辅助触点NC2、时间继电器SJ的线圈连接至节点B。...

【技术特征摘要】
1.一种抽油机三角形启动星形运行节能控制柜，包括主回路和控制回路；所述主回路包括380V三相电源，三个电流互感器，三个交流接触器，两个智能电机保护器和两个保险开关；三个电流互感器包括电流互感器T1、电流互感器T2和电流互感器T3；三个交流接触器包括交流接触器KM1、交流接触器KM2和交流接触器KM3；两个智能电机保护器包括智能电机保护器FS1和智能电机保护器FS2；两个保险开关包括保险开关FU1和保险开关FU2；所述380V三相电源的三根进线分别穿过电流互感器T1、电流互感器T2和电流互感器T3后通过电源开关QF接到交流接触器KM1的上端，并与交流接触器KM2的上端并联，交流接触器KM1的下端依次穿过智能电机保护器FS1和智能电机保护器FS2与电机M相连，其中，电源进线L11与电机M的第一相首端U1相连，电源进线L12与电机M的第二相首端V1相连，电源进线L13与电机M的第三相首端W1相连，交流接触器KM2的下端与电机M相连，其中，电源进线L11过交流接触器KM2后与电机M的第一相尾端V2相连，电源进线L12过交流接触器KM2后与电机M的第二相尾端W2相连，电源进线L13过交流接触器KM2后与电机M的第三相尾端U2相连；其特征在于：所述控制回路包括两个按钮、三个指示灯、三个保险开关、一个中间继电器KM4和一个时间继电器SJ；两个按钮包括停止按钮SB1和启动按钮SB2；三个指示灯包括指示灯HL1、指示灯HL2和指示灯HL3，三个保险开关包括保险开关FU3、保险开关FU4和保险开关FU5；所述380V三相电源的一根进线L11通过保险开关FU3后为节点A，所述380V三相电源的另一根进线L13通过保险开关FU4后为节点B，在节点A与节点B之间连接有如下支路：自节点A依次通过交流接触器KM1的常闭辅助触点NC和指示灯HL1连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM2的常开辅助触点NO和指示灯HL2连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM3的常开辅助触点NO后与指示灯HL3连接至节点B；自节点A通过智能电机保护器FS1的线圈连接至节点B；自节点A依次通过停止按钮SB1的常闭触点、启动按钮SB2的常开触点、交流接触器KM1的线圈、智能电机保护器FS1的常闭触点连接至节点B；交流接触器KM1的常开触点NO1与所述启动按钮SB2的常开触点并联；自节点A通过智能电机保护器FS2的线圈连接至节点B；自节点A依次通过交流接触器KM1的常开辅助触点NO2、交流接触器KM3的常闭辅助触点NC、时间继电器SJ的常闭触点NC、交流接触器KM2的线圈、交流接触器KM4的常闭辅助触点NC1、智能电机保护器FS2的常闭触点NC连接至节点B；上述交流接触器KM1的常开辅助触点NO2与交流接触器KM3的常闭辅助触点NC之间为节点C，自节点C依次通过交流接触器KM2的常闭辅助触点NC、时间继电器SJ的常开触点NO和交流接触器KM3的线圈连接至节点B；自节点B依次通过智能电机保护器FS2的常开触点NO、交流接触器KM4的常开辅助触点NO连接至交流接触器KM...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄纯生，
申请(专利权)人：吐鲁番地区万隆电气有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65