4.1.4. Система токоподвода установок эцн
Электроэнергия подается к погружному электродвигателю от промысловой сети напряжением 380 В. Система токоподвода состоит из станции управления, трансформатора, повышающего напряжение, и кабеля.
Станция управления позволяет осуществить ручной и автоматический запуск установки и ее остановку. При аварийных режимах станция управления автоматически отключает установку, например при коротком замыкании в кабеле или двигателе, перегрузке двигателя (с выдержкой времени), значительной недогрузке двигателя отключении напряжения в питающей сети (с последующим автоматическим запуском при подаче напряжения), недопустимом снижении сопротивления изоляции системы кабель-двигатель.
Трансформатор повышает напряжение, чтобы двигатель на вводе в обмотку имел заданное номинальное напряжение. Рабочее напряжение двигателей составляет 470-2300 В. Трансформаторы выполняются с естественным масляным охлаждением (циркуляция масла - безнасосная). Они предназначены для установки на открытом воздухе. На высокой стороне обмоток трансформатора имеется 5-10 ответвлений (отпаек), обеспечивающих подачу оптимального напряжения на электродвигатель.
4.1.4.1. Устройства управления и защиты
Устройства управления (станции управления) обеспечивают питание, управление работой погружной 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 комплектные предназначены для наружной установки в условиях умеренного климата при температуре окружающей среды от -40 до +40 °С. Функционально комплектное устройство состоит из силовой цепи, по которой происходит питание погружно¬го насосного агрегата и системы управления и защиты.
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.
На боковой стенке шкафа установлен пакетный выключатель и разъем для подключения переносных силовых токоприемников (с током фазы не более 60 А). Работа системы управления и защиты обеспечивается специальным блоком или контроллером.
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.
Внешний вид станции управления, ее габаритные и установочные размеры представлены на рисунке 4.43.
Станция предназначено для наружной установки в условиях умеренного климата при температуре окружающей среды от -40 до +40 °С.
Блок управления 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 управления;
- автоматический режим по задаваемой временной программе устанавливается тумблером на ячейке АПВ блока управления в положении «П».
Перевод устройства в режим «автоматический по задаваемой временной программе» может производиться на работающей установке без ее остановки.
Блок управления также защищает погружной электродвигатель от аномальных режимов во всех режимах управления, отключая его при перегрузке, недогрузке, снижении напряжения питания электро-двигателя ниже 0,75 U , а также может блокировать включение электродвигателя при турбинном вращении.
Комплектное устройство обеспечивает также возможность работы насосной установки при снижении (ниже установки) сопротивления изоляции системы «кабель-погружной электродвигатель» с быстро-действующим отключением от перегрузки и деблокирование запоминания срабатывания защит.
Станции управления могут быть предназначены для управления установками ЭЦН в периодическом режиме и обеспечивать плавный пуск погружного электродвигателя, а также защиту и автоматизацию режимов работы этих установок.
Комплектные трансформаторные подстанции серии КТППН предназначены для питания электроэнергией, управления и защиты электродвигателей погружных насосов добычи нефти мощностью от 16 до 125 кВт из одиночных скважин.
В зависимости от номинальной мощности трансформатора КТППН выпускаются нескольких типоразмеров.
Комплектные трансформаторные подстанции предназначены для наружной установки и эксплуатации в условиях холодного климата (УХЛ) при температуре окружающей среды от -60 до +40°С.
Основной составной частью системы управления в КТППН является блок управления, поэтому КТППН обеспечивает выполнение всех функций управления и защиты блока управления.
Комплектные устройства фирмы REDA обеспечивают функции управления и защиты с помощью электронных приборов типа Re- dalert с различными твердотельными и электромеханическими элементами схемы управления и контроллерами. Оборудование может работать при температуре окружающей среды от-50 до + 80°С.
Комплектные устройства фирмы REDA контролируют токи двигателя, электропитание контрольной цепи и состояние внешних контактов, производя отключение двигателя при аномальных режимах. Также имеются средства связи с системой SCADA, что позволяет производить временное подключение для выполнения настройки или постоянное подключение для регистрации аварийных сигналов, обеспечивает быстрый доступ к рабочим данным и к параметрам аварийных сигналов; производит регистрацию причин, приведших к возникновению аварийных ситуаций; обеспечивает диагностирование установки ЭЦН, облегчающее обнаружение и устранение неисправностей.
Комплектные устройства монтируются в шкафах для различных погодных условий.
Фирма Centrilift предлагает ряд коммутационных электрощитов в которых стандартным оборудованием является контроллер погружного электродвигателя. Электрощиты Centrilift включают таймеры автоматического повторного пуска, таймеры полного отключения, молниеотводы и вакуумные контакторы.
Контроллер электродвигателя выполняет все операции задания параметров, их контроля, полного отключения и повторного пуска. На дисплее контроллера выдается цифровое представление каждого эксплуатационного параметра.
Электрощиты Centrilift и согласованные с ними трансформаторы позволяют работать с любым сочетанием технических условий на подводимое электропитание и выдаваемую мощность.
Практически все фирмы-изготовители, как российские, так и зарубежные, поставляют в составе своих станций управления блоки плавного пуска в работу, частотные преобразователи и системы телеметрии.