門虎,侯云,張蘅瑜
(1.新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū),新疆克拉瑪依834000;2.新疆油田公司重油公司,新疆克拉瑪依834000)
多通閥智能保護(hù)電路的改進(jìn)
門虎1,侯云2,張蘅瑜1
(1.新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū),新疆克拉瑪依834000;2.新疆油田公司重油公司,新疆克拉瑪依834000)
多通閥控制電路中由于無對稱性故障(如過載、堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓等)及非對稱性故障(如斷相、電流不平衡)保護(hù)功能,在出現(xiàn)上述故障時,燒毀電機(jī),無法實現(xiàn)計量選井功能,造成了設(shè)備損壞和無法正常使用。本文提出在多通閥控制電路中采用無源化、穿芯式結(jié)構(gòu)智能保護(hù)器,取消熱繼電器,替代熱繼電器與交流接觸器配合使用能對多通閥電動執(zhí)行器起到可靠的保護(hù)。
多通閥;控制電路;電機(jī)保護(hù)器
多通閥用于原油或天然氣計量時進(jìn)行流程切換,配合計量分離器進(jìn)行油氣計量,配備專用電控箱通過RTU和上位機(jī)可實現(xiàn)遠(yuǎn)程或現(xiàn)場的自動倒井和自動計量,還可以通過手動裝置實現(xiàn)手動倒井。在多通閥控制電路中由于無對稱性故障(如過載、堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓等)及非對稱性故障(如斷相、電流不平衡)保護(hù)功能。出現(xiàn)上述故障時,燒毀電機(jī),無法實現(xiàn)計量選井功能,造成了設(shè)備損壞和無法正常使用。通過對多通閥控制電路的研究,對熔斷絲、熱繼電器保護(hù)性能不完善,決定采用智能保護(hù)電器實現(xiàn)對多通閥的電路保護(hù)。
新疆油田公司采注計量站使用的多通閥電動執(zhí)行器型號為迪威爾ZJDK/12型、金牛信泰MCP/12型。兩種型號的控制電路如圖1所示。
控制電路工作過程是當(dāng)多通閥控制器輸出閉合信號時,其控制電路KM線圈得電,交流接觸器閉合,多通閥電動執(zhí)行器轉(zhuǎn)動并輸出閥位信號,當(dāng)位置信號與多通閥控制閥位信號一致后,控制器斷開KM線圈失電,交流接觸器斷開,電動執(zhí)行器停在所選擇井號位置。
圖1 多通閥電動執(zhí)行器控制電路
根據(jù)分析多通閥電動執(zhí)行器驅(qū)動電機(jī)為三相異步電機(jī),其控制電路為點動控制,都采用保險管、斷路器和熱保護(hù)繼電器對電動執(zhí)行器進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)電路只能對過流、過載起到保護(hù),出現(xiàn)非對稱性故障時,如缺相、相序亂,三相電不平衡等故障時,會導(dǎo)致電動執(zhí)行器電機(jī)損壞。
檢查現(xiàn)場多通閥電路中的熔斷絲動作電流為10 A、斷路器和熱保護(hù)繼電器為6 A,而電動執(zhí)行器電機(jī)功率為0.37 kW。無法起到保護(hù)作用。出現(xiàn)過流、過載情況下起不到保護(hù)作用。為此,采用一種新型的電機(jī)保護(hù)電器來實現(xiàn)對多通閥控制電路的保護(hù)。
改進(jìn)方案為在多通閥控制電路中采用無源化、穿芯式結(jié)構(gòu)智能保護(hù)器,取消熱繼電器,替代熱繼電器與交流接觸器配合使用能對多通閥電動執(zhí)行器起到可靠的保護(hù)。改進(jìn)后的控制電路如圖2,將多通閥控制器與主回路隔離,實現(xiàn)強(qiáng)電弱控。
智能電機(jī)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)分為取源電路、轉(zhuǎn)換電路、比較電路、延遲電路、執(zhí)行元件等部分。它的原理是先通過3個自帶的互感器將電機(jī)主線路的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的小電流模擬信號,然后通過轉(zhuǎn)換電路將這個模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號,轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號與保護(hù)器內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的參照值比較,如果信號大于參照值,那么通過延遲電路的延時后,執(zhí)行元件動作,切斷多通閥控制回路,電動執(zhí)行器電機(jī)因此得到保護(hù)。智能電機(jī)保護(hù)器設(shè)置性能參數(shù)設(shè)置:①過電壓保護(hù),電壓設(shè)定+15%,動作時間1 s;②欠電壓保護(hù),電壓設(shè)定-15%,動作時間5 s。
圖2 改進(jìn)后多通閥電動執(zhí)行器控制電路
3.1 選擇合適熔斷絲
針對熔斷絲不符合技術(shù)要求的現(xiàn)象,根據(jù)電機(jī)功率選擇合適保險來實現(xiàn)過載過流保護(hù)。
3.2 安裝測試
智能電機(jī)保護(hù)器安裝要求穿芯式進(jìn)線要求與原控制線一致,確保電動執(zhí)行器轉(zhuǎn)動方向正確,根據(jù)電機(jī)額定電流合理制定起動時間、負(fù)載類型。起動時間設(shè)定過短或過長,會造成多通閥電動執(zhí)行器頻繁誤動或未能起到保護(hù)作用。多通閥電路智能保護(hù)電路技術(shù)在新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)采注計量站36臺多通閥上安裝。經(jīng)模擬現(xiàn)場斷相、過載、相序亂等故障均能實現(xiàn)保護(hù)功能。①實現(xiàn)功能:斷相保護(hù)、過電流保護(hù)、過載保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、三相電流不平衡保護(hù);②斷相動作時間1 s;③不平衡保護(hù):任意二相電流相差超過50%±10時,動作時間1 s;④輸出接口復(fù)位方式:控制回路斷電復(fù)位。
在實施過程中,統(tǒng)計2015年1~9月多通閥故障動作情況,在實施過程及實施后共故障動作兩起,為電機(jī)斷路及電機(jī)反向造成多通閥報警停機(jī),檢查保護(hù)器均已動作,避免了設(shè)備的損壞。排除故障后,復(fù)位恢復(fù)正常。多通閥電動執(zhí)行器電路故障得到解決,技術(shù)實施后電動執(zhí)行器故障為零,達(dá)到新疆油田公司對多通閥電動執(zhí)行器設(shè)備年故障發(fā)生次數(shù)≤2次的設(shè)備管理要求。
多通閥電路智能保護(hù)電路的改進(jìn),對各種故障類型均能準(zhǔn)確報警并切斷電源,有效防止了多通閥電動執(zhí)行器電機(jī)意外燒毀。在實際使用過程中,嚴(yán)格根據(jù)電動執(zhí)行器電機(jī)的額定電流來選擇保護(hù)器,防止人為放大和縮小保護(hù)范圍,造成頻繁誤動作和不避要的損失。
〔編輯凌瑞〕
TE937
B
10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.12.32