徐孝峰
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇 江陰 214405
摘要：介紹了油田潛油電泵控制系統(tǒng)中電機保護器的功能、軟件及應(yīng)用，說明了電機保護器應(yīng)用于潛油電泵的必要性。---智能電動機保護器在油田潛油電泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：智能保護器 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)用機械采油方法是整個油田開發(fā)過程中的一個重要步驟。潛油電泵作為一種重要的機械采油設(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50Hz、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器。GPRS收發(fā)裝置用于將電泵控制柜測得的電參數(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。
2 智能保護器
智能保護器對潛油電泵實現(xiàn)保護、測量、控制功能。安科瑞公司的ARD3T電動機保護器就是針對潛油電泵的專屬保護產(chǎn)品。ARD3T產(chǎn)品包括主體模塊、測量模塊、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時顯示測量及保護參數(shù)。
ARD3T潛油電泵智能保護器
2.1 測量功能
智能保護器配合保護型電流互感器可實現(xiàn)三相電流測量、電流曲線實時顯示，電流互感器可達到10倍過載。通過外部變壓器可實現(xiàn)三相電壓測量、電壓曲線實時顯示。保護器中電流互感器、電壓互感器的倍數(shù)可根據(jù)實際參數(shù)任意設(shè)置。同時保護器可測量頻率、功率并可統(tǒng)計使用的電能值，通過溫度傳感器可測量潛油電泵的溫度值。這些參數(shù)為潛油電泵的保護提供了依據(jù)。
2.2 保護功能
油田用潛油電泵在運行過程中，由于其工作環(huán)境等因素，故障率很高，傳統(tǒng)的保護儀在電機出現(xiàn)故障時一般不能及時有效地對電機加以保護，常導(dǎo)致電機電泵燒壞，造成停產(chǎn)事故。ARD3T智能型保護器是根據(jù)我國油田電泵現(xiàn)狀及油井實際生產(chǎn)需要而設(shè)計的，能對電泵實施綜合保護的產(chǎn)品。它可以檢測和控制電機的運行狀況，防止電機因不正常運行而引起的損壞。
2.2.1 過載保護
導(dǎo)致潛油電泵過載的原因有許多，包括保護器失效或電纜頭結(jié)構(gòu)不合理造成井液進入電機；電機絕緣性能在頻繁電壓波動、啟停泵過程中損壞；出砂導(dǎo)致長時間高負(fù)荷運行，造成運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，等等。各種原因最終都表現(xiàn)為運行電流過大。電機在過負(fù)載情況下，長時間超過其額定電流運行時，會導(dǎo)致電機過熱，絕緣降低而燒毀，保護器根據(jù)電機的發(fā)熱特性，計算電機的熱容量，模擬電機發(fā)熱特性對電機進行保護。過載保護的延時時間隨著電流過載倍數(shù)的增加按反時限減少。
過載保護電流—時間對照表
過載特征曲線圖
2.2.2 欠載保護
當(dāng)電動機所帶負(fù)載為泵式負(fù)載時，電動機空載或欠載運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生危害，保護器提供欠載保護。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，保護器將在動作（延時）設(shè)定時間內(nèi)動作。欠載保護的延時時間隨著電流欠載倍數(shù)的增加按反時限減少。
欠載保護動作時間對照表
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、電壓不平衡等反時限保護功能；具有斷相、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等定時限保護功能；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)
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技術(shù)參數(shù)
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指 標(biāo)
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潛油電泵工作電源
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380至2500V
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頻率
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50Hz、60Hz
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ARD3T輔助電源
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AC/DC 110 / 220V，功耗≤15VA
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觸摸屏輔助電源
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DC 24V
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電動機額定工作電流
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6.3（1.2A-3150A）
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采用外置電流互感器 + 測量模塊
CT、PT可設(shè)置
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漏電
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50mA-1A
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采用測量模塊 + 漏電流互感器
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3A-30A
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繼電器輸出觸點容量
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阻性負(fù)載
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AC250V、6A；DC24V、6A
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感性負(fù)載
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AC250V、2A；DC24V、2A
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主體開關(guān)量輸入、輸出
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4DI、4DO，DI可以為干節(jié)點或濕節(jié)點
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開關(guān)量模塊
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4DI、3DO，DI可以為干節(jié)點或濕節(jié)點
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溫度模塊
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外接傳感器類型：PT100、PT1000、Cu50、PTC、NTC
傳感器路數(shù)：3路
傳感器對應(yīng)測量范圍：
PT100/PT1000：-50°C～+500°C
Cu50：-50°C～+150°C
PTC/NTC：100Ω～30kΩ
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模擬量模塊
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可實現(xiàn)：2路4～20mA輸入測量，2路4～20mA變送輸出
4～20mA輸入測量精度±0.5%
4～20mA輸出最大帶載能力為≤500Ω
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主體通訊
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RS485：Modbus-RTU
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通訊模塊
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RS485：雙Modbus-RTU、Profibus
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環(huán)境
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工作溫度
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-10ºC～55ºC
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貯存溫度
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-25ºC～65ºC
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相對濕度
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≤95﹪不結(jié)露，無腐蝕性氣體
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海拔
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≤2000m
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污染等級
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3級
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防護等級
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主體IP20，分體顯示模塊IP45（安裝在柜體上）
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安裝類別
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III級
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3 觸摸屏
觸摸屏使用昆侖通泰產(chǎn)品，輔以專屬軟件可實時顯示電泵的運行狀態(tài)，方便運維人員觀察和掌握現(xiàn)場電泵工作情況。
軟件界面：
4 潛油電泵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
5 結(jié)語
本文介紹了安科瑞油田潛油電泵用電機保護器的功能及監(jiān)測界面，采用該綜合保護器可以減少電機運行中的電器故障，可以檢測和控制電機的運行狀況，并防止電機因不正常運行引起的損壞。
6 公司簡介
安科瑞電氣股份有限公司[股票代碼:300286.SZ]是一家為智能電網(wǎng)用戶端提供智能電力監(jiān)控、電能管理、電氣安全等系統(tǒng)性解決方案的國內(nèi)少數(shù)幾家領(lǐng)先企業(yè)之一。
公司自2003年6月成立以來，專注于用戶端智能電力儀表的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品線涵蓋了智能電網(wǎng)用戶端的低壓電力信號采集、測量、計量、監(jiān)控、保護及系統(tǒng)集成，主要有網(wǎng)絡(luò)電力儀表、智能馬達控制器、導(dǎo)軌式安裝電能表、電量傳感器、光伏匯流箱、有源濾波器、醫(yī)療潔凈電源柜等產(chǎn)品以及智能電力監(jiān)控與電能管理、建筑能耗分析管理、電氣火災(zāi)監(jiān)控、數(shù)據(jù)中心用電監(jiān)控、光伏電站監(jiān)控、ZigBee（物聯(lián)網(wǎng)）無線電能管理等系統(tǒng)方案。
公司擁有嘉定區(qū)級技術(shù)中心，是高新技術(shù)企業(yè)和軟件企業(yè)。先后參與GB/T22264-2008《安裝式數(shù)字電測量儀表》、JB/T10736-2007《低壓電動機保護器》、GB/T15576-2008《低壓成套無功補償裝置》、GB/T22387-2008《剩余電流動作繼電器》等多項電力儀表國標(biāo)和行標(biāo)的起草或編制。截止到2011年12月，公司擁有授權(quán)專利100余項和70余項計算機軟件著作權(quán)；ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表列為國家重點新產(chǎn)品，公司被上海經(jīng)信委列為智能電網(wǎng)重點企業(yè)之一。
2007年，公司在江蘇江陰的生產(chǎn)基地建成投產(chǎn)，一期工廠廠房面積10000平方米，是智能電力儀表行業(yè)中首家采用無鉛化SMT生產(chǎn)工藝的企業(yè)，為公司產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化實施提供了保障。2010年3月，公司技改，將車間進行防靜電改造，使生產(chǎn)環(huán)境進一步提升，同時，在生產(chǎn)上引進MES管理系統(tǒng)，每道工序都進行條形碼掃描，使整個生產(chǎn)進度和過程都得到了控制。基本實現(xiàn)了無紙化管理，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了管理效率。
安科瑞商標(biāo)和產(chǎn)品先后被評為上海市著名商標(biāo)和名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于上海世博工程、廣州亞運會工程、援哥斯達黎加國家體育場工程、京津高鐵電力監(jiān)控、敦煌10MW光伏示范電站、中國銀行浦東數(shù)據(jù)中心、印度50萬噸焦化等國內(nèi)外重大項目中，贏得了較好的市場聲譽。--智能電動機保護器在油田潛油電泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
參考文獻：
安科瑞電氣股份有限公司樣本資料
作者簡介：
徐孝峰（1990－），男，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
E-Mail:2880581272@qq.com 0510-86179935 18860995122
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網(wǎng)址：http://ecc.jyacrel.cn/ http://www.jyacrel.cn/
