Устройства управления и защиты

 

Устройство управления обеспечивает питание, управление работой на­руж­ной насосной установки и защиту ее от аномальных режимов работы

Устройства управления УЭЦН изготавливаются различных ти­пов, которые опре­деляются системой энергоснабжения скважи­ны, мощностью управляемого элект­родвигателя, климатическим исполнением и количеством управляемых на­сосных установок.

Устройства управления выпускаются в соответствии со сле­дующими нор­ма­тивными документами:

 

Устройства комплектные серии ШГС5805 ТУ УЗ.18-002-1652-006-95; Уст­ройст­ва комплектные серии ШГС5806 ТУ 16-90ИНБЮ.674591.077 ТУ; Комп­лект­ные устройства серии КУПНА-83ТУУ3.10-00216852-017-98; Станции управ­ления погружным электроцентробежным насосом СУПЭН У1 ТУ 3430-007-00110473-96;

Станция управления электродвигателями погружных насосов и стан­ков-ка­ча­лок типа СУРС 1 ТУ 3416-001-10489924-97;

Комплектные транс­форматорные – подстанции серии КТППН ТУ 16-530.292-83;

Комплектные трансформаторные подстанции для кустов скважин се­рии КТППН КС ТУ 16-674.055-85.

 

По отдельному заказу поставляются комплектные устройства ШГС 5810 для УЭЦН (разработчик и изготовитель ОАО СКТБПЭ «Потенциал», Украина) и Ирби 61-СУ (НПФ «Ирбис», Новоси­бирск, Россия).

Устройство комплектное предназначено для наружной уста­новки в усло­ви­ях умеренного климата при температуре окружа­ющей среды от -40 до +40 °С.

Питание погружного электродвигателя осуществляется от трансформатора ТМПН, который в состав комплектного уст­ройства не входит.

Комплектное устройство выполнено в виде металлического шкафа (двухс­то­роннего обслуживания) наружной установки.

Аппараты, находящиеся под напряжением выше 660 В, а так­же вык­лю­ча­тель (разъединитель) и силовые предохранители рас­положены в отдельном отсе­ке, имеющем механическую блоки­ровку, предотвращающую доступ в от­сек при включенном вык­лючателе (разъединителе).

Аппараты управления, сигнализации и контроля выведены на переднюю дверь шкафа. Лицевые части аппаратов управления, сигнализации и контроля зак­рываются дополнительной дверью с уплотнениями, предохраняющей их от воз­действия внешней среды.

На боковой стенке шкафа установлен пакетный выключатель и разъем для подк­лючения переносных силовых токоприемни­ков (с током фазы не более 60 А). Силовой штепсельный разъем механически сблокирован с пакетным вык­лю­чателем. Блокировка не позволяет оперировать штепсельным разъемом при вклю­чен­ном пакетном выключателе.

На крыше устройства установлен светильник типа «Маяк», мигающий при ава­рийном отключении установки или горящий ровным светом при открытой две­ри комплектного устройства.

Функционально комплектное устройство состоит из силовой цепи, по ко­то­рой происходит питание погружного насосного агрегата и системы управ­ле­ния и зашиты.

Работа системы управления и защиты обеспечивается блоком БРГ01-81ХЛ2 (ТУ УЗ.10-00216852-005-95).

Блок осуществляет сбор информации о состоянии погружно­го элект­род­ви­га­теля, обрабатывает полученную информацию и оперирует в заданном режиме ком­мутационным аппаратом уст­ройств управления, обеспечивая управление ра­ботой насосной установки и защищая ее от аномальных режимов, вызванных на­­рушениями как в погружной системе, так и в системе питания.

Блок предназначен для эксплуатации при температуре окру­жающей среды от -60 до +40 °С, и поэтому при установке внут­ри шкафа устройств управления кли­матического исполнения У (для умеренного климата) и УХЛ1, УХЛ2 (хо­лод­ного климата) не требуется дополнительного подогрева.

 

Комплектное устройство ШГС5805-49АЗУ1 (ТУ УЗ.10-00216852-00-95)

 

Расшифровка условного обозначения ШГС5805 приведена на рис. 5.109.

Рис. 5.109. Условное обозначение ШГС 5805

 

Технические характеристики устройства ШГС5805-49АЗУ1, его габа­рит­ные и установочные размеры представлены в табл. 5.33 и рис. 5.110 [3].

 

Таблица 5.33

Технические характеристики устройства ШГС5805-49АЗУ1

Наименование параметра	Значение параметра
Напряжение питающей сети, В
Максимальный ток, потребляемый от питающей сети, А, не более
Мощность управляемых электродвигателей, кВт	16 - 90
Максимальный номинальный ток
Максимальное номинальное напряжение
Номинальное напряжение цепей управления, В
Номинальный ток цепей управления, А
Потребляемая мощность устройства, Вт, не более
Масса устройства, кг, не более

Рис. 5.110. Габаритные и установочные размеры комплектного устройства ШГС5805-49АЗУ1

 

Устройство предназначено для наружной установки в усло­виях уме­рен­но­го климата при температуре окружающей среды от –40 до +40 °С.

Блок управления устанавливается внутри низковольтного от­сека шкафа уст­ройства управления и крепится к панели с помо­щью болтов.

Электрическая связь блока управления с остальными элемен­тами уст­ройст­ва управления осуществляется с помощью разъема.

Передняя панель блока управления образуется из передних панелей ячеек управ­ления, на которых расположены органы настройки, регулирования и сиг­на­лизации.

Блок управления БРГ01-81УХЛ2 предназначен для непрерыв­ной работы и вы­­пол­няет следующие функции:

· выдачу сигнала на включение и отключение коммутацион­ного аппа­ра­та, управляющего электродвигателем насосной уста­новки;

· работу электродвигателя насосной установки в режимах: «ручной», «авто­матический», «автоматический по задаваемой временной прог­рам­ме»;

· ручной и автоматический режимы работы устанавливают­ся в зави­си­мос­ти от положения переключателя выбора режима работы устройства управлении;

· автоматический режим по задаваемой временной програм­ме уста­нав­ли­вае­тся тумблером на ячейке АПВ блока управление в положении «П».

Перевод устройства в режим «автоматический по задаваемой временной прог­рамме» может производиться на работающей ус­тановке без ее остановки.

Блок управления БРГ01-81УХЛ2 защищает погружной элект­родвигатель от аномальных режимов во всех режимах управле­ния, отключая его при пе­рег­руз­ке, недогрузке, снижении напря­жения питания электродвигателя ниже 0,75 U, а также может блокировать включение электродвигателя при турбинном вра­ще­нии.

Защита электродвигателя от перегрузки осуществляется пу­тем выбора мак­си­мального тока фазы.

При наличии управляющего сигнала (например, о снижении соп­ро­тив­ле­ния изоляции системы «кабель — погружной электродвигатель») блок управ­ле­ния может осуществлять быстродей­ствующую защиту от перегрузки.

Настройка защиты от перегрузки может осуществляться как по номи­наль­но­му, так и по рабочему току погружного электро­двигателя.

Блок управления обеспечивает долговременное запоминание срабатывания за­щи­ты, которое не теряется при исчезновении напряжения питания и не до­пус­кает повторного включения на вышедший из строя двигатель.

Повторное включение возможно только после подачи сигна­ла деб­ло­киро­ва­ния запоминания защиты.

Защита от недогрузки в блоке управления осуществляется по активному то­ку с коррекцией по напряжению, что исключает ложные отключения насос­ной установки при колебаниях на­пряжения питающей сети.

Отключение при недогрузке происходит с выдержкой не бо­лее 45 с.

Настройка установок срабатывания защиты от недогрузки и перегрузки произ­водится потенциометрами «Недогрузка» и «Пе­регрузка», распо­ложен­ны­ми в блоке измерительного прибора.

Настройка защиты от недогрузки может производиться с уче­том степени заг­рузки насосной установки по загоранию в блоке управления светодиода, инди­цирующего начало недогрузки.

Блок управления позволяет, по усмотрению потребителя, ус­танавливать ре­жим работы с автоматическим повторным вклю­чением после срабатывания за­щиты от недогрузки, либо без автоматического повторного включения.

В режиме без автоматического повторного включения после срабатывания за­щиты от недогрузки включение электродвигате­ля насосной установки можно произ­вести только после подачи сигнала деблокирования на блок управления.

Блок управления обеспечивает автоматическое включение на­сосной установки с регулируемой выдержкой времени от 2,5 до 60 мин после:

- подачи (или восстановления) напряжения;

- срабатывания защиты от перегрузки, если срабатывание про­изошло по сиг­налу об отклонении контролируемой вели­чины (например, нап­ря­же­ния питающей сети) за пределы рабочей зоны после восстановления конт­ролируемой вели­чины

Выдержка времени на автоматическое включение задается потребителем пу­тем установки ручки МИН на ячейке АПВ на нужную отметку шкалы.

Блок управления обеспечивает защиту от недопустимого снижения или пре­вышения давления в нефтепроводе (по сигна­лам контактного манометра), а так­же долговременное запоми­нание срабатывания защиты, которое не исчезает при потере напряжения.

Наличие этой защиты не допускает повторное включение насосной уста­нов­ки на неисправный нефтепровод.

Повторное включение можно произвести только после подачи сигнала деб­ло­кирования запоминания срабатывания защиты.

Блок управления позволяет обеспечить выбор режима работы насосной уста­новки с защитой или без защиты от турбинного вращения погружного элект­родвигателя.

В режиме работы с защитой от турбинного вращения можно производить пуск насосной установки при выходе из строя об­ратного клапана. Блокирова­ние этой защиты позволяет произ­водить пуск установки в слабофонта­нирую­щих скважинах.

Блок управления обеспечивает сигнализацию причины от­ключения элект­род­вигателя, выполненную на светодиодах, и выдачу сигналов на устройства сиг­нализации, в том числе и на «Маяк».

Особенностью блока управления БРГ01-81УХЛ2 является из­готовление его в виде унифицированной кассеты со сменными функциональными ячей­ка­ми с простой схемой определения не­исправной ячейки. Такая конструкция поз­во­ляет производить ремонт блока управления на месте путем замены отка­зав­шей ячейки.

К зарубежным аналогам комплектного устройства ШГС 5805-49АЗУ1 мож­но отнести следующие станции управления:

- станции управления фирмы REDA с блоком управления Redalert или К973;

- станции управления фирмы Centrilift или Electrostart с кон­троллером «Vortex».

Функциональные возможности комплектного устройства ШГС 5805 и его ана­логов приведены в табл. 5.34 [22].

Таблица 5.34