高低高電潛泵控制柜控制電路應用與研究

楊明波 姜平 張洪軍

摘要：高低高電潛泵控制柜控制電路通過轉換開關實現工/變頻運行；通過面板電位器調節頻率改變潛油電機轉速；通過新增的人機交互界面使操作、監控更方便，達到參數在線修改，故障自動保存記錄等功能，同時支持RS485通訊，實現遠程智能控制。電路中裝有正弦濾波器，能夠更好的抑制電網中諧波，最大限度地提高電機功率因數和電機效率，具有較好推廣應用價值。

關鍵詞：變壓器 工頻運行 變頻運行

1 原理圖

高低高電潛泵控制柜控制電路原理圖如圖1所示。

2 工作原理

2.1閉合總電源及參數設置

在確保變壓器電壓與電泵匹配的情況下，閉合總電源【QF1】，變頻器輸入端R、S、T上電，根據參數表設置變頻器參數及電機保護器參數，同時KWH三相四線有功電度表開始準備計量。

2.2 工頻啟動與停止

（1）本地工頻啟動：斷開變頻總電源【QF1】，閉合工頻總電源【QF2】。將工/變頻轉換開關【SA2】轉至工頻位置，回路經1→11→12→24→0閉合，KA3線圈得電。回路5→6線間KA2常開觸點閉合，為工頻啟動做準備。將本地/遠程轉換開關【SA1】轉至本地位置，按下啟動按鈕【SB2】，回路經1→2→3→4→5→6→7→24→0閉合，KM1線圈得電，回路4→5線間KM1常開觸點閉合自鎖，控制回路中9→10線間KM1常閉觸點斷開，斷開變頻控制回路，與KM2接觸器實現機械聯鎖。同時主回路中KM1主觸點閉合，經輸出變壓器潛油電機工頻運行，工頻運行指示燈HG2亮。

（2）本地工頻停止：按下停止按鈕【SB1】，回路3→4斷開，KM1線圈失電，4→5線間常開觸點斷開，9→10線間KM1常閉觸點復位，同時KM1主觸頭斷開，經輸出變壓器潛油電機工頻停止運行，工頻運行指示燈HG2熄滅。

（3）遠程工頻啟動：斷開變頻總電源【QF1】，閉合工頻總電源【QF2】。將工/變頻轉換開關【SA2】轉至工頻位置，回路經1→11→12→24→0閉合，KA3線圈得電。回路5→6線間KA2常開觸點閉合，為工頻啟動做準備。將本地/遠程轉換開關【SA1】轉至遠程位置，回路5→8閉合，回路經1→2→8→5→6→7→24→0閉合，KM1線圈得電，回路4→5線間KM1常開觸點閉合自鎖，控制回路中9→10線間KM1常閉觸點斷開，斷開變頻控制回路，與KM2接觸器實現機械聯鎖。同時主回路中KM1主觸點閉合，經輸出變壓器潛油電機工頻運行，工頻運行指示燈HG2亮。

（4）遠程工頻停止：回路5→8斷開，KM1線圈失電，4→5線間常開觸點斷開，9→10線間KM1常閉觸點復位，同時KM1主觸頭斷開，經輸出變壓器潛油電機工頻停止運行，工頻運行指示燈HG2熄滅。

2.3 變頻啟動與停止

（1）本地變頻啟動：閉合變頻總電源【QF1】，斷開工頻總電源【QF2】。將工/變頻轉換開關【SA2】轉至變頻位置，回路經1→13→14→24→0閉合，KA2線圈得電。回路5→9、20→22線間KA2常開觸點閉合，為變頻啟動做準備。按下啟動按鈕【SB2】，回路經1→2→3→4→5→9→10→24→0閉合，KM2線圈得電。回路4→5線間KM2常開觸點閉合自鎖，回路20→21線間KM2常開觸點閉合，回路經20→21→22閉合接通變頻器輸入端子FWD（X1、X2）與公共端端子COM，變頻器正傳輸出。控制回路中6→7線間KM2常閉觸點斷開，斷開工頻控制回路，與KM1接觸器實現機械聯鎖。同時主回路中KM2主觸頭閉合，經輸出變壓器潛油電機變頻運行，運行頻率由外部電位器信號給定。變頻器控制面板運行指示燈亮，顯示信息為[RUN]，變頻運行指示燈HG1亮，變頻停止指示燈HR熄滅。

（2）遠程變頻停止：按下停止按鈕【SB1】，回路3→4斷開，交流接觸器KM2線圈失電，回路4→5線間KM2常開觸點斷開解除自鎖，回路20→21線間KM2常開觸點斷開變頻器輸入端子FWD與公共端端子COM，變頻器停止輸出，同時KM2主觸頭斷開，經輸出變壓器潛油電機變頻停止運行。變頻器控制面板運行指示燈熄滅，顯示信息為[STOP]，變頻運行指示燈HG1滅，變頻停止指示燈HR亮。

3 保護原理

3.1工頻保護原理

工頻運行時，當電潛泵發生過載，過熱等現象時，熱繼電器KH常閉觸點斷開，整個工頻控制回路失電。同時KM1主觸頭斷開，經輸出變壓器潛油電機工頻停止運行，工頻運行指示燈HG2熄滅。

3.2變頻保護原理

變頻運行時，當電潛泵發生過載，過熱等現象時，變頻器超高溫報警，溫度控制器常開觸點閉合，KA1線圈得電，回路1→2線間KA1常閉觸點斷開，整個變頻控制回路失電。經輸出變壓器潛油電機變頻停止運行。變頻器控制面板運行指示燈熄滅，顯示信息為[STOP]，變頻運行指示燈HG1滅，變頻停止指示燈HR亮。

4 結語

高低高電潛泵控制柜可使潛油電機實現工/變頻轉換控制，運用變頻調速技術改變傳統的機械式采油，減少能耗、運行可靠、工作效率高，并可以根據潛油電機井下的實際情況隨時改變參數，使潛油電機達到最大泵效。避免了潛油電機啟動時的機械沖擊，延長潛油電機的使用壽命。

作者簡介

楊明波，大慶油田有限責任公司第二采油廠第三作業區維修隊，維修電工高級技師，從事電機控制、節能方面的工作

姜平，大慶油田有限責任公司第一采油廠第二油礦生產準備隊，維修電工高級技師，從事電機控制、節能方面的工作。

張洪軍，大慶油田有限責任公司第十采油廠第四油礦朝六聯合站，維修電工高級技師，專長可編程控制器、觸摸屏、組態軟件、單片機編程，電子電路設計、自動化儀表維修維護，變頻器維修。