潜油电泵智能控制柜的设计

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1、万方数据第12卷第7期2012年3月1671—1815(2012)07-1645-03科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVoL12No．7Mar．2012@2012Sci．Tech．Engrg．潜油电泵智能控制柜的设计赵军伟1卢晓云2张冬3(大庆油田装备制造集团销售公司作业分公司1，大庆163318；大庆油田装备制造集团抽油机公司研究所2，大庆163318；大庆油Et力神泵业有限公司技术研发中心3，大庆163000)摘要在进入高含水期的油田开发中，潜油电泵得到广泛应用。控制柜可以控制潜

2、油电泵的启动、停机及运行中的其它动作。有效掌控潜油电机的运行状况，是潜油电泵的重要组成部分。设计了一种新型潜油电泵智能控制柜，分析了该设备的技术特点，给出了结构组成及电气原理，进行了室内外的现场实验。结果表明，该装置可以有效地设定预定参数，运行可靠。关键词潜油电泵控制柜智能中图法分类号TH318；文献标志码A随着油田开采自动化程度的不断提高，目前国内部分油田使用的潜油电泵定频控制柜在不同方面存在不足：如保护功能不完善、参数调节操作困难、显示界面不直观、无任何数据接口、无故障记录、无法与其它地面设备进行通信等¨J。国外有关潜油电

3、泵机组的智能保护系统以加拿大VORTEX公司的产品为代表，其优点是操作简单，功能全面，种类齐全，外观简洁，运行可靠，能够适用各个油田的使用环境，具有多种数据接口，且，通过多项国际专业电气认证。目前正在朝着功能更全面、测量精度更高、运行更可靠的方向发展，然而其成本较高旧’3J。另一方面，国内针对潜油电泵机组开发的智能保护器生产厂家不多，且产品没有形成系列化和规模化。国内的生产厂家以天津福禄通科贸SB系列为代表，产品功能在不断完善之中，但是可靠性不及国外产品H一。为增强控制柜的现场实用性，有必要研制一种新型的潜油电泵控制柜，在不提

4、高成本的前提下，弥补老式定频控制柜存在的不足。2011年12月7El收到第一作者简介：赵军伟(198l一)，男，黑龙江大庆市，助理工程师，研究方向：潜油电泵技术。l新型控制柜的技术特点本文设计的新型控制柜主要由中心控制器、柜体、隔离开关、交流真空接触器、电流互感器、电压互感器、控制变压器及其它辅助元件构成。其中中心控制器是本文设计的重点。该方案的主要技术特点如下：中心控制器应具有优良的抗干扰性能(铝合金外壳)；电压、电流互感器应具备较高的测量精度和优良的安全保护性能；中心控制器的软硬件设计需要实现标准化、模块化，便于现场维护和

5、装置功能的升级；中心控制器应具备传动实验(可对中控开断功能和柜门按钮连线是否正确等进行检测)；控制器要具有友好的人机界面，大屏幕多行全汉化液晶显示，抗低温性能强；中心控制器要采用键盘操作，参数修改和保护功能投退方便可靠。2新型控制柜的设计中心控制器与相应的控制柜配套使用，其设计采用先进的DSP微处理器，通过三相电流互感器和三相电压互感器，完全数字化，对电机的电流、电机电压、供电电压、电机电源相序、电机的功率因数、万方数据1646科学技术与工程12卷电机的有功功率、电度计量、供电频率、外部的三路模拟量、外部的三路开关量等参数进行

6、狈0量。中心控制器可以对运行着的电机实现过载、欠载、过压、欠压、三相电流不平衡、堵转、单相运行等的保护。对设备有相序、三路模拟量、三路开关量进行控制。图1是配备中控的新型控制柜的电气原理图。该设备可以实现潜油电机状态监视；过载保护、过载速断保护；过载反时限保护；欠载保护、延时欠载保护；电流不平衡保护；欠压保护和延时欠压保护；过压保护和延时过压保护；负序过压保护；电压不平衡保护；本体1保护和本体2保护；直流电压保护和直流电流保护；PT断线监视和CT断线监视；延时自动启机、手动启机；运行交流数据记忆存储；遥测等功能。图1新型控制柜

7、电气原理图3实验结果为检验新型控制柜样机的各项检测及控制功能是否正常，并确认中控工作的可靠性。在实验井利用控制柜控制潜油电机进行空载实验。实验电机说明：型号YQYll4J一3D；额定电压：1062V；额定电流52A；额定功率：63kW。PMC--100中控的显示数据如表1所示。各参数设置及保护功能情况如表2所示。一不率一。一压衡饧一．¨熏旦"一不率一；熹羔铋显

8、l还率叟一，黼一擞错瞰一蚴一虿一眦瓤一一一从一钉蛇凹磊背面胤蚴一空三～万方数据7期赵军伟，等：潜油电泵智能控制柜的设计1647表2各参数设置及保护功能为进一步验证设备的

9、现场实用效果，在某采油厂的现场应用情况如下：铭牌排量：2003／d；扬程：900m；测压阀深度：936．85m；额定电压：900V；额定功率：37kW；额定电流：37A；实际电流：34A。上井运行参数记录如表3所示。’表3上井运行参数记录4结论由室内实验和现场实验结果来看，现