Устройство для защиты электродвигателя погружного центробежного насоса

Устройство для защиты электродвигателя погружного центробежного насоса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, содержащее измерительные трансформаторы напряжения и тока, включенные в цепь питания электрбдвигателя и подключенные к входам преобразователя аналоговых сигналов, блок сравнения, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку задержки и блоку отключения электродвигателя, о т л ичающееся тем, что, с целью повьшения надежности защиты электродвигателя путем устранения погрешности в компенсации влияния изменения напряжения питающей сети и упрощения устройства, оно снабжено амплитудным детектором и задатчиком уставок, а преобразователь аналоговых сигналов выполнен в виде преобразователя активной мощности, выход которого подi ключен к одному входу блока сравнения , другой вход которого подключен к (Л задатчику уставок, вход которого через амплитудный детектор подключен к выходу трансформатора напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А ((9) S+ (()) .З(51) Н 02 Н 7/085

»:()".()(»»)»» )

1; »„!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3491370/24-07 (22) 20.09.82 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) В.И. Горбунов, В.Т.Дробах, Г.И.Поляков, M.À.Ñëåïÿí и Ф.P.Ñåéëü (71) Специальное проектно-конструкторское бюро Объединения )Союзнефтеавтоматика" (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Патент США ¹ 4021700, кл. Н 02 Н 7/085, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 775813, кл. Н 02 Н 7/085, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, содержащее измерительные трансформаторы напряжения и тока, включенные в цепь питания электрбдвигателя и подключеннь.е к входам преобразователя аналоговых сигналов, блок сравнения, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку задержки и блоку отключения электродвигателя, О т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты электродвигателя путем устранения погрешности в компенсации влияния изменения напряжения питающей сети и упрощения устройства, оно снабжено амплитудным детектором и задатчиком уставок, а преобразователь аналоговых сигналов выполнен в виде преобразователя акТИВНОИ МОЩНОСТИ, ВЫХОД КОТОРОГО ПОД ключен к одному входу блока сравне- Е ния, другой вход которого подключен к задатчику уставок, вход которого через амплитудный детектор подключен к выходу трансформатора напряжения.

1112475. Изобретение относится к области автоматизации процессов добычи нефти, а именно к устройствам для защиты электродвигателей погружных центробежных насосов для нефтяных скважин, 5

Известно устройство для защиты электродвигатепя от выхода иэ строя при срыве подачи погружного насоса, содержащее устройство контроля за тремя фаэными токами, потребляемыми двигателем насоса, выход которого подключен к устройству, реагируннщему на недогрузку, а последнее через реле времени подключено к устройству отключения электродвйгателя j1) . 15

Недостатком этого устройства является невозможность обеспечить надежную защиту электродвигателя при срыве подачи насоса из-за возникновения ложных срабатываний защиты при изме-20 нениях напряжений питающей сети.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты электродвигателя, содержащее измерительные трансформаторы напряжения и тока, 25 включенные в цепь питания электродвигателя, преобразователь аналоговых сигналов, выполненный в виде преобра-. зователей напряжения и тока, вход каждого из которых подключен к выхо- 5п ду одноименного трансформатора, а их выходы — к входу сумматора, и последовательно соединенные блок сравнения, блок задержки и блок отключения электродвигателя j2) .

В известном устройстве защита электродвигателя при срыве подачи насоса осуществляется по уменьшению ве личины аналогового сигнала (.1Соб(+

4k C05g) относительно заранее задан- 4О ной уставки, характеризующей указанный режим работы насоса.

В аналоговый сигнал входит величина К, которая определяется отношением величины потребляемого тока при 45 номинальной нагрузке к номинальному напряжению питающей сети. Учитывая то, что для добычи нефти используются четырнадцать типоразмеров погружных электродвигателей, а режим их работы,® как правило, имеет суЩественное отклонение от номинального, то становится очевидным, что коэффициент (К) для надежной работы, защиты от срыва подачи насоса должен задаваться инди-55 видуально для каждого погружного электродвигателя, исходя из конкретных условий на месте эксплуатации.

Так как условия эксплуатации изменяются, а величина К -постоянна, появляется погрешность в компенсации влияния изменения напряжения питающей сети. Снижается надежность защиты.

Цель изобретения — повышение надежности защиты электродвигателя, используемого в качестве привода погружного центробежного насоса, путем устранения погрешности в компенсации влияния изменения напряжения питающей сети.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты электродвигателя погружного центробежного насоса, содержащее измерительные трансформаторы напряжения и тока, включенные в цепь питания электродвигателя и подключенные к входам преобразователя аналоговых сигналов, блок сравнения, выход которого подключен к последовательно соединенным блоку задержки и блоку отключения электродвигателя, снабжено амплитудным детектором и задатчиком уставок, а преобразователь аналоговых сигналов выполнен в виде преобразователя активной мощности, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого подключен к задатчику уставок, вход которого через амплитудный детектор подключен к выходу трансформатора напряжения.

На фиг.1 представлена схема устройства для защиты электродвигателя, на фиг.2 — зависимости относительного изменения активной мощности различных типоразмеров электродвигателей погружных центробежных насосов от относительного изменения напряжения питающей сети.

Устройство для защиты электродвигателя 1 содержит измерительные трансформаторы 2 и 3 соответственно напряжения и тока включенные в цепь 4 питания электродвигателя, преобразователь 5 активной мощности, один вход которого .подключен к трансформатору

2 напряжения, другой через масштабирующий усилитель 6 к трансформатору 3 тока, а выход — к входу блока 7 сравнения, другой вход которого через последовательно соединенные амплитудный детектор 8 и задатчик 9 уставки подключен к трансформатору 2 напряжения. Выход блока 7 сравнения подключен к элементу 10 индикации и после, —, довательно соединенным блоку 11 за1112475 °

P

1,2

1Î

Заказ 6465/39

Подписное

ВР ЧИСТИ

Тираж 613

3 держки, блоку 12 отключения электродвигателя. Электродвигатель служит для привода насоса 13.

Для отключения электродвигателя

1 служит коммутационный аппарат 14.

Преобразователь 5 активной мощности состоит из блока 15 умножения аналоговых сигналов и фильтра 16 нижних частот. Задатчик 9 уставок состоит из набора резисторов и переключателя, 10 позволяющего задавать величину уставки защитного отключения электродвигателя в виде величины напряжения постоянного тока.

Между указанными величинами 15 (фиг.2) имеет место равенство с точностью + 107. Это обстоятельство при использовании преобразователя мощности в совокупности с амплитудным детектором позволяет осуществлять автома- 20 тическую компенсацию отрицательного влияния изменения напряжения питающей сети вне зависимости от конкретного режима работы электродвигателя погружного насоса и его типоразмера. 25

Устройство работает следующим образом.

С трансформаторов напряжения 2 и тока 3 на входы преобразователя 5 активной мощности непрерывно поступают сигналы, соответствующие величинам приложенного напряжения и потребляемого тока в цепи 4 питания электродвигателя 1.

С выхода преобразователя 5 аналоговый сигнал(Ч l cOSq), пропорциональный активной мощности, потребляемой электродвигателем 1, поступает-на .вход 17 блока 7 сравнения. Одновре.менно с этим на выходе амплитудного детектора 8 формируется аналоговый сигнал (g Ч), пропорциональный напряжению, приложенному к электродвигателю 1, который через задатчик 9 уставки поступает на вход 18 блока

7 сравнения.

В случае, если изменение аналогового сигнала на выходе преобразователя 5 является следствием изменения напряжения питающей сети, блок 7 сравнения, так как сигнал уставки имеет такое же изменение, не срабатывает, тем самым обеспечивается автоматическая компенсация отрицательного влияния изменения напряжения питающей сети. Если на выходе преобразователя 5 имеет место уменьшение величины аналогового сигнала без изменения напряжения питающей сети,что характеризует уменьшение нагрузки на валу электродвигателя, связанное со срывом подачи насоса, блок 7 сравнения через блок 11 задержки и блок

12 отключения электродвигателя выдает сигнап управления на коммутационный аппарат 14, который разрывает цепь питания электродвигателя 1.

Блок 11 задержки служит для предотвращения ложных отключений электродвигателя во время кратковременных переходных процессов в работе насоса

13 и электродвигателя 1.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность защиты, поднять технико-экономические показатели добычи нефти погружными электроцентробежными насосами, в,частности, увеличить межремонтный период насосов и снизить непроизводительный простой нефтедобывающих скважин.

Филиал ППП "Патент", Ужгород, ул. Проектная, 4