高低高电潜泵控制柜控制电路应用与研究

杨明波 姜平 张洪军

摘要：高低高电潜泵控制柜控制电路通过转换开关实现工/变频运行；通过面板电位器调节频率改变潜油电机转速；通过新增的人机交互界面使操作、监控更方便，达到参数在线修改，故障自动保存记录等功能，同时支持RS485通讯，实现远程智能控制。电路中装有正弦滤波器，能够更好的抑制电网中谐波，最大限度地提高电机功率因数和电机效率，具有较好推广应用价值。

关键词：变压器 工频运行 变频运行

1 原理图

高低高电潜泵控制柜控制电路原理图如图1所示。

2 工作原理

2.1闭合总电源及参数设置

在确保变压器电压与电泵匹配的情况下，闭合总电源【QF1】，变频器输入端R、S、T上电，根据参数表设置变频器参数及电机保护器参数，同时KWH三相四线有功电度表开始准备计量。

2.2 工频启动与停止

（1）本地工频启动：断开变频总电源【QF1】，闭合工频总电源【QF2】。将工/变频转换开关【SA2】转至工频位置，回路经1→11→12→24→0闭合，KA3线圈得电。回路5→6线间KA2常开触点闭合，为工频启动做准备。将本地/远程转换开关【SA1】转至本地位置，按下启动按钮【SB2】，回路经1→2→3→4→5→6→7→24→0闭合，KM1线圈得电，回路4→5线间KM1常开触点闭合自锁，控制回路中9→10线间KM1常闭触点断开，断开变频控制回路，与KM2接触器实现机械联锁。同时主回路中KM1主触点闭合，经输出变压器潜油电机工频运行，工频运行指示灯HG2亮。

（2）本地工频停止：按下停止按钮【SB1】，回路3→4断开，KM1线圈失电，4→5线间常开触点断开，9→10线间KM1常闭触点复位，同时KM1主触头断开，经输出变压器潜油电机工频停止运行，工频运行指示灯HG2熄灭。

（3）远程工频启动：断开变频总电源【QF1】，闭合工频总电源【QF2】。将工/变频转换开关【SA2】转至工频位置，回路经1→11→12→24→0闭合，KA3线圈得电。回路5→6线间KA2常开触点闭合，为工频启动做准备。将本地/远程转换开关【SA1】转至远程位置，回路5→8闭合，回路经1→2→8→5→6→7→24→0闭合，KM1线圈得电，回路4→5线间KM1常开触点闭合自锁，控制回路中9→10线间KM1常闭触点断开，断开变频控制回路，与KM2接触器实现机械联锁。同时主回路中KM1主触点闭合，经输出变压器潜油电机工频运行，工频运行指示灯HG2亮。

（4）远程工频停止：回路5→8断开，KM1线圈失电，4→5线间常开触点断开，9→10线间KM1常闭触点复位，同时KM1主触头断开，经输出变压器潜油电机工频停止运行，工频运行指示灯HG2熄灭。

2.3 变频启动与停止

（1）本地变频启动：闭合变频总电源【QF1】，断开工频总电源【QF2】。将工/变频转换开关【SA2】转至变频位置，回路经1→13→14→24→0闭合，KA2线圈得电。回路5→9、20→22线间KA2常开触点闭合，为变频启动做准备。按下启动按钮【SB2】，回路经1→2→3→4→5→9→10→24→0闭合，KM2线圈得电。回路4→5线间KM2常开触点闭合自锁，回路20→21线间KM2常开触点闭合，回路经20→21→22闭合接通变频器输入端子FWD（X1、X2）与公共端端子COM，变频器正传输出。控制回路中6→7线间KM2常闭触点断开，断开工频控制回路，与KM1接触器实现机械联锁。同时主回路中KM2主触头闭合，经输出变压器潜油电机变频运行，运行频率由外部电位器信号给定。变频器控制面板运行指示灯亮，显示信息为[RUN]，变频运行指示灯HG1亮，变频停止指示灯HR熄灭。

（2）远程变频停止：按下停止按钮【SB1】，回路3→4断开，交流接触器KM2线圈失电，回路4→5线间KM2常开触点断开解除自锁，回路20→21线间KM2常开触点断开变频器输入端子FWD与公共端端子COM，变频器停止输出，同时KM2主触头断开，经输出变压器潜油电机变频停止运行。变频器控制面板运行指示灯熄灭，显示信息为[STOP]，变频运行指示灯HG1灭，变频停止指示灯HR亮。

3 保护原理

3.1工频保护原理

工频运行时，当电潜泵发生过载，过热等现象时，热继电器KH常闭触点断开，整个工频控制回路失电。同时KM1主触头断开，经输出变压器潜油电机工频停止运行，工频运行指示灯HG2熄灭。

3.2变频保护原理

变频运行时，当电潜泵发生过载，过热等现象时，变频器超高温报警，温度控制器常开触点闭合，KA1线圈得电，回路1→2线间KA1常闭触点断开，整个变频控制回路失电。经输出变压器潜油电机变频停止运行。变频器控制面板运行指示灯熄灭，显示信息为[STOP]，变频运行指示灯HG1灭，变频停止指示灯HR亮。

4 结语

高低高电潜泵控制柜可使潜油电机实现工/变频转换控制，运用变频调速技术改变传统的机械式采油，减少能耗、运行可靠、工作效率高，并可以根据潜油电机井下的实际情况随时改变参数，使潜油电机达到最大泵效。避免了潜油电机启动时的机械冲击，延长潜油电机的使用壽命。

作者简介

杨明波，大庆油田有限责任公司第二采油厂第三作业区维修队，维修电工高级技师，从事电机控制、节能方面的工作

姜平，大庆油田有限责任公司第一采油厂第二油矿生产准备队，维修电工高级技师，从事电机控制、节能方面的工作。

张洪军，大庆油田有限责任公司第十采油厂第四油矿朝六联合站，维修电工高级技师，专长可编程控制器、触摸屏、组态软件、单片机编程，电子电路设计、自动化仪表维修维护，变频器维修。