淺析油田潛油電泵控制系統(tǒng)中的智能保護(hù)器的作用12.27

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1、淺析油田潛油電泵控制系統(tǒng)中的智能保護(hù)器的作用吳德明江蘇安科瑞電器制造有限公司摘要：介紹了油田潛油電泵控制系統(tǒng)中電機(jī)保護(hù)器的功能、軟件及應(yīng)用，說明了電機(jī)保護(hù)器應(yīng)用于潛油電泵的必要性。關(guān)鍵詞：智能保護(hù)器功能油田潛油電泵應(yīng)用1引言隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展和油田開發(fā)的需要，為了提高油田采油速度和最終采收率，應(yīng)用機(jī)械采油方法是整個(gè)油田開發(fā)過程中的一個(gè)重要步驟。潛油電泵作為一種重要的機(jī)械采油設(shè)備在油田的開采上起著越來越重要的作用。潛油電泵控制系統(tǒng)由潛油電泵控制柜、GPRS收發(fā)裝置、監(jiān)控軟件等組成。潛油電泵控制柜用于油田潛油電泵控制，供交流頻率50

2、Hz、60Hz，電壓380至2500V，電流至200A及以下的潛油電泵使用，其核心元件為潛油電泵智能保護(hù)器。GPRS收發(fā)裝置用于將電泵控制柜測(cè)得的電參數(shù)、其它儀表的工藝參數(shù)上傳給控制系統(tǒng)。監(jiān)控軟件用于HMI操作使用。作者簡(jiǎn)介：吳德明男，本科，現(xiàn)就職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事智能配電方向的研究，電話：0510-86179859,15061758831，QQ:28805812702智能保護(hù)器智能保護(hù)器對(duì)潛油電泵實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)量、控制功能。安科瑞公司的ARD3T電動(dòng)機(jī)保護(hù)器就是針對(duì)潛油電泵的專屬保護(hù)產(chǎn)品。ARD3T產(chǎn)品包括主體模

3、塊、測(cè)量模塊、開關(guān)量模塊、模擬量模塊、溫度模塊、通訊模塊，并配以觸摸屏用以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量及保護(hù)參數(shù)。1ARD3T潛油電泵智能保護(hù)器2.1測(cè)量功能智能保護(hù)器配合保護(hù)型電流互感器可實(shí)現(xiàn)三相電流測(cè)量、電流曲線實(shí)時(shí)顯示，電流互感器可達(dá)到10倍過載。通過外部變壓器可實(shí)現(xiàn)三相電壓測(cè)量、電壓曲線實(shí)時(shí)顯示。保護(hù)器中電流互感器、電壓互感器的倍數(shù)可根據(jù)實(shí)際參數(shù)任意設(shè)置。同時(shí)保護(hù)器可測(cè)量頻率、功率并可統(tǒng)計(jì)使用的電能值，通過溫度傳感器可測(cè)量潛油電泵的溫度值。這些參數(shù)為潛油電泵的保護(hù)提供了依據(jù)。2.2保護(hù)功能油田用潛油電泵在運(yùn)行過程中，由于其工作環(huán)境等因素，故

4、障率很高，傳統(tǒng)的保護(hù)儀在電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)一般不能及時(shí)有效地對(duì)電機(jī)加以保護(hù)，常導(dǎo)致電機(jī)電泵燒壞，造成停產(chǎn)事故。ARD3T智能型保護(hù)器是根據(jù)我國油田電泵現(xiàn)狀及油井實(shí)際生產(chǎn)需要而設(shè)計(jì)的，能對(duì)電泵實(shí)施綜合保護(hù)的產(chǎn)品。它可以檢測(cè)和控制電機(jī)的運(yùn)行狀況，防止電機(jī)因不正常運(yùn)行而引起的損壞。2.2.1過載保護(hù)導(dǎo)致潛油電泵過載的原因有許多，包括保護(hù)器失效或電纜頭結(jié)構(gòu)不合理造成井液進(jìn)入電機(jī)；電機(jī)絕緣性能在頻繁電壓波動(dòng)、啟停泵過程中損壞；出砂導(dǎo)致長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行，造成運(yùn)行電流過大使電纜芯線產(chǎn)生高溫，破壞絕緣；井下作業(yè)過程中潛油電纜損傷；因砂或雜質(zhì)導(dǎo)致泵卡，等

5、等。各種原因最終都表現(xiàn)為運(yùn)行電流過大。電機(jī)在過負(fù)載情況下，長時(shí)間超過其額定電流運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)過熱，絕緣降低而燒毀，保護(hù)器根據(jù)電機(jī)的發(fā)熱特性，計(jì)算電機(jī)的熱容量，模擬電機(jī)發(fā)熱特性對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。過載保護(hù)的延時(shí)時(shí)間隨著電流過載倍數(shù)的增加按反時(shí)限減少。2過載保護(hù)電流—時(shí)間對(duì)照表過載特征曲線圖2.2.2欠載保護(hù)當(dāng)電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載為泵式負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)空載或欠載運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生危害，保護(hù)器提供欠載保護(hù)。導(dǎo)致潛油電泵欠載的原因主要包括油管刺穿、泄油閥漏、沉砂管漏導(dǎo)致的管柱漏失；地層供液差、防砂篩管異物堵導(dǎo)致的供液不足；泵、管柱砂堵、泥漿堵；泵軸、分離器

6、軸斷等等。當(dāng)三相的平均電流與額定電流的百分比低于欠載設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器將在動(dòng)作（延時(shí)）設(shè)定時(shí)間內(nèi)動(dòng)作。欠載保護(hù)的延時(shí)時(shí)間隨著電流欠載倍數(shù)的增加按反時(shí)限減少。倍率脫扣時(shí)間（s）1600.949.590.8341.670.6726.670.5速斷欠載保護(hù)動(dòng)作時(shí)間對(duì)照表3欠載特征曲線圖2.2.3其他功能產(chǎn)品還具有電流不平衡、過電壓、欠電壓、電壓不平衡等反時(shí)限保護(hù)功能；具有斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等定時(shí)限保護(hù)功能；電流歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、電壓歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能；客戶打卡簽到功能；具有故障記錄功能；參數(shù)掉電不丟失。2.3技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)潛油電泵工

7、作電源380至2500V頻率50Hz、60HzARD3T輔助電源AC/DC110/220V，功耗≤15VA觸摸屏輔助電源DC24V采用外置電流互感器+測(cè)量模塊電動(dòng)機(jī)額定工作電流6.3（1.2A-3150A）CT、PT可設(shè)置50mA-1A漏電采用測(cè)量模塊+漏電流互感器3A-30A阻性負(fù)載AC250V、6A；DC24V、6A繼電器輸出觸點(diǎn)容量感性負(fù)載AC250V、2A；DC24V、2A主體開關(guān)量輸入、輸4DI、4DO，DI可以為干節(jié)點(diǎn)或濕節(jié)點(diǎn)出開關(guān)量模塊4DI、3DO，DI可以為干節(jié)點(diǎn)或濕節(jié)點(diǎn)外接傳感器類型：PT100、PT1000、C

8、u50、PTC、NTC傳感器路數(shù)：3路傳感器對(duì)應(yīng)測(cè)量范圍：溫度模塊PT100/PT1000：-50°C～+500°CCu50：-50°C～+150°CPTC/NTC：100Ω～30kΩ可實(shí)現(xiàn)：2路4～20mA輸入測(cè)量，2路4～20mA