RU44768U1 - ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION - Google Patents
ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU44768U1 RU44768U1 RU2004128532/22U RU2004128532U RU44768U1 RU 44768 U1 RU44768 U1 RU 44768U1 RU 2004128532/22 U RU2004128532/22 U RU 2004128532/22U RU 2004128532 U RU2004128532 U RU 2004128532U RU 44768 U1 RU44768 U1 RU 44768U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- modules
- compartment
- station
- transistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехнического оборудования и оборудования для добычи нефти, а именно к станциям управления асинхронными электродвигателями погружных центробежных насосных агрегатов для добычи нефти. Станция управления погружными электродвигателями содержит силовой отсек, отсек органов управления и отсек ввода-вывода силовых кабелей, в силовом отсеке размещен силовой модуль, выполненный на съемном основании и включающий в себя транзисторные модули частотного преобразователя и тиристорные модули регулируемого выпрямителя, а также радиатор, предназначенный для охлаждения упомянутых транзисторных и тиристорных модулей. При этом в отличии от прототипа в силовом отсеке размещены два силовых модуля, подключенных таким образом, что обеспечивается их параллельная работа, при этом силовые модули установлены таким образом, что их радиаторы образуют часть боковой стенки одного из воздуховодов единой системы охлаждения силовых модулей, а, по крайней мере, одно из оснований установлено с возможностью поворота для обеспечения двустороннего доступа к каждому из силовых модулей. Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в обеспечении возможности увеличения мощности подключаемого оборудования (погружного электродвигателя) без повышения требований к элементной базе, на которой строится станция, в уменьшении времени проведения монтажных, пусконаладочных и ремонтных работ за счет обеспечения удобства монтажа (демонтажа) оборудования силового отсека, а также в обеспечении надежной и эффективной работы системы охлаждения станции управления.The utility model relates to the field of electrical equipment and equipment for oil production, namely, to control stations for asynchronous electric motors of submersible centrifugal pumping units for oil production. The submersible motor control station contains a power compartment, a control compartment and an input / output compartment of power cables, a power module located on a removable base and including transistor modules of the frequency converter and thyristor modules of an adjustable rectifier, as well as a radiator designed for cooling said transistor and thyristor modules. In this case, unlike the prototype, two power modules are placed in the power compartment, connected in such a way that their parallel operation is ensured, while the power modules are installed in such a way that their radiators form part of the side wall of one of the air ducts of the unified cooling system of the power modules, and, at least one of the bases is rotatably mounted to provide two-way access to each of the power modules. The technical result achieved by the implementation of the utility model consists in providing the possibility of increasing the power of the connected equipment (submersible electric motor) without increasing the requirements for the element base on which the station is built, in reducing the time of installation, commissioning and repair work by ensuring ease of installation (dismantling ) equipment of the power compartment, as well as ensuring reliable and efficient operation of the cooling system of the control station.
Description
Полезная модель относится к области электротехнического оборудования и оборудования для добычи нефти, а именно к станциям управления асинхронными электродвигателями погружных центробежных насосных агрегатов для добычи нефти.The utility model relates to the field of electrical equipment and equipment for oil production, namely, to control stations for asynchronous electric motors of submersible centrifugal pumping units for oil production.
Известна станция управления погружными электродвигателями, описанная в патенте RU 37577 U1 2004.04.27 H 02 В 1/00, содержащая силовой отсек, отсек органов управления и отсек ввода-вывода силовых кабелей. В силовом отсеке станции размещен силовой модуль, выполненный на съемном основании и включающий в себя транзисторные модули частотного преобразователя и тиристорные модули регулируемого выпрямителя, а также радиатор, предназначенный для охлаждения упомянутых транзисторных и тиристорных модулей.A known submersible motor control station described in patent RU 37577 U1 2004.04.27 H 02 V 1/00, comprising a power compartment, a control compartment and an input / output compartment of power cables. A power module is placed in the power compartment of the station, made on a removable base and includes transistor modules of the frequency converter and thyristor modules of an adjustable rectifier, as well as a radiator designed to cool the said transistor and thyristor modules.
Указанное техническое решение принято за прототип.The specified technical solution is taken as a prototype.
Основным недостатком прототипа является невозможность существенного увеличения мощности подключаемого оборудования (погружного электродвигателя) без перехода на элементную базу с более высокими характеристиками, что приводит к повышению себестоимости станции, увеличению ее габаритов и т. д.The main disadvantage of the prototype is the impossibility of a significant increase in the power of connected equipment (submersible electric motor) without switching to an element base with higher characteristics, which leads to an increase in the cost of the station, an increase in its dimensions, etc.
Таким образом, задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в создании станции управления погружными электродвигателями повышенной мощности без повышения требований к элементной базе.Thus, the task to which the present utility model is directed is to create a station for controlling submersible electric motors of increased power without increasing the requirements for the element base.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в обеспечении возможности увеличения мощности подключаемого оборудования (погружного электродвигателя) без повышения требований к элементной базе, на которой строится станция, в уменьшении времени проведения монтажных, пусконаладочных и ремонтных работ за счет обеспечения удобства монтажа (демонтажа) оборудования силового отсека, а также в обеспечении надежной и эффективной работы системы охлаждения станции управления.The technical result achieved by the implementation of the utility model consists in providing the possibility of increasing the power of the connected equipment (submersible electric motor) without increasing the requirements for the element base on which the station is built, in reducing the time of installation, commissioning and repair work by ensuring ease of installation (dismantling ) equipment of the power compartment, as well as ensuring reliable and efficient operation of the cooling system of the control station.
Станция управления погружными электродвигателями содержит силовой отсек, отсек органов управления и отсек ввода-вывода силовых кабелей, в силовом отсеке размещен силовой модуль, выполненный на съемном основании и включающий в себя транзисторные модули частотного преобразователя и тиристорные модули регулируемого выпрямителя, а также радиатор, предназначенный для охлаждения упомянутых транзисторных и тиристорных модулей. При этом в отличии от прототипа в силовом отсеке размещены два силовых модуля, подключенных таким образом, что обеспечивается их параллельная работа, при этом силовые модули установлены таким образом, что их радиаторы образуют часть боковой стенки одного из воздуховодов единой системы охлаждения силовых модулей, а, по крайней мере, одно The submersible motor control station contains a power compartment, a control compartment and an input / output compartment of power cables, a power module located on a removable base and including transistor modules of the frequency converter and thyristor modules of an adjustable rectifier, as well as a radiator designed for cooling said transistor and thyristor modules. In this case, unlike the prototype, two power modules are placed in the power compartment, connected in such a way that their parallel operation is ensured, while the power modules are installed in such a way that their radiators form part of the side wall of one of the air ducts of the unified cooling system of the power modules, and, at least one
из оснований установлено с возможностью поворота для обеспечения двустороннего доступа к каждому из силовых модулей.from the bases it is installed with the possibility of rotation to provide two-way access to each of the power modules.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, основание силового модуля может быть выполнено в виде пластины, при этом транзисторные модули частотного преобразователя и тиристорные модули регулируемого выпрямителя, могут быть расположены с одной стороны основания, а на противоположной стороне основания может быть размещен радиатор.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the base of the power module can be made in the form of a plate, while the transistor modules of the frequency converter and the thyristor modules of an adjustable rectifier can be located on one side of the base, and a radiator can be placed on the opposite side of the base.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, транзисторные и тиристорные модули могут быть закреплены непосредственно на радиаторе, который может быть установлен над соответствующей прорезью, выполненной в основании силового модуля.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, transistor and thyristor modules can be mounted directly on the radiator, which can be installed above the corresponding slot made in the base of the power module.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, каждый из силовых модулей может включать в себя конденсаторы емкостного накопителя, объединенные в два модуля, между которыми могут быть размещены транзисторные и тиристорные модули, а также платы драйверов управления, соответственно, транзисторными и тиристорными модулями, при этом конденсаторы в каждом из модуле емкостного накопителя могут быть расположены в два ряда, а транзисторные модули частотного преобразователя соединены с конденсаторами емкостного накопителя плоскими расположенными одна за другой плюсовой и минусовой шинами, между которыми должна быть расположена электроизоляционная прокладка.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, each of the power modules can include capacitors of a capacitive storage combined in two modules, between which transistor and thyristor modules can be placed, as well as control driver boards, respectively, of transistor and thyristor modules, the capacitors in each of the capacitive storage modules can be arranged in two rows, and the transistor modules of the frequency converter are connected to the capacitors of the capacitive storage flat aspolozhennymi one after the other positive and negative rails, between which must be placed insulating gasket.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, плата драйверов управления транзисторными модулями частотного преобразователя In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the driver board for controlling transistor modules of the frequency converter
может быть установлена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей вблизи ее нижней кромки.can be installed with the possibility of rotation around a horizontal axis passing near its lower edge.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, основание может быть установлено с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, проходящей вблизи его боковой кромки.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the base can be installed with the possibility of rotation around a vertical axis passing near its lateral edge.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, радиаторы силовых модулей могут быть обращены друг к другу и образовывать противоположные боковые стенки вертикально ориентированного основного воздуховода единой системы охлаждения силовых модулей, верхний конец которого, посредством горизонтального выходного воздуховода системы охлаждения может быть сообщен с окружающей средой, а нижний конец основного воздуховода может быть сообщен с вентиляторным отсеком, соединенным с окружающей средой посредством отверстий в дне корпуса силового отсека станции, в вентиляторном отсеке может быть размещен, по крайней мере, один напорный вентилятор для подачи воздуха в основной воздуховод.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the radiators of the power modules can be facing each other and form opposite side walls of the vertically oriented main duct of the unified cooling system of the power modules, the upper end of which can be in communication with the environment through the horizontal outlet duct of the cooling system and the lower end of the main duct can be communicated with a fan compartment connected to the environment through openings in the bottom of the housing a power station compartment in the fan compartment can be placed, at least one pressure fan for supplying air to the main duct.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в вентиляторном отсеке могут быть размещены два напорных вентилятора.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, two pressure fans can be placed in the fan compartment.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в силовом отсеке может быть размещен контроллер управления электродвигателем, силовой автоматический выключатель, входные трансформаторы тока, два силовых дросселя, каждый из которых предназначен для сглаживания зарядного тока емкостного накопителя одного из силовых модулей, контроллер управления драйверами силовых модулей, источник питания, датчики In addition, in the particular case of implementing the utility model, an electric motor control controller, a power circuit breaker, input current transformers, two power inductors, each of which is designed to smooth the charging current of a capacitive storage of one of the power modules, a driver control controller can be placed in the power compartment power modules, power supply, sensors
выходного тока, разрядное устройство, делитель канала измерения сопротивления изоляции и делитель измерения входного и выходного напряжения.output current, a discharge device, a divider for measuring the insulation resistance channel and a divider for measuring the input and output voltage.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в силовом отсеке может быть размещен нагревательный элемент с биметаллическим терморегулятором и вентилятор для обеспечения движения потока нагретого воздуха.In addition, in the particular case of the utility model, a heating element with a bimetallic temperature controller and a fan can be placed in the power compartment to ensure the flow of heated air.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, нагревательный элемент может быть представлять собой, по крайней мере, один оребренный теплоэлектронагреватель.In addition, in the particular case of the implementation of the utility model, the heating element may be at least one finned electric heater.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, в отсеке ввода-вывода силовых кабелей могут быть размещены клеммы для подключения силового питания станции, первичной обмотки и нулевого провода повышающего трансформатора.In addition, in the particular case of implementing the utility model, terminals for connecting the power supply of the station, the primary winding and the neutral wire of the step-up transformer can be placed in the input / output compartment of the power cables.
Модульный принцип построения станции, при котором она содержит два работающих параллельно силовых модуля, позволяет увеличивать мощность подключаемого оборудования без повышения требований к элементной базе, на которой строится станция, при этом модульный принцип может быть применен и в случае перехода на элементную базу с более высокими характеристиками. Силовые модули в целом и все соответствующие элементы отдельных модулей полностью взаимозаменяемы, что повышает удобство эксплуатации таких станций на нефтепромысле.The modular principle of building a station, in which it contains two parallel power modules, allows you to increase the power of connected equipment without increasing the requirements for the element base on which the station is built, while the modular principle can be applied in the case of switching to an element base with higher characteristics . Power modules as a whole and all the corresponding elements of individual modules are completely interchangeable, which increases the convenience of operating such stations in the oil field.
Расположение силовых модулей таким образом, что их радиаторы образуют две боковые стенки воздуховода единой системы охлаждения силовых The location of the power modules in such a way that their radiators form two side walls of the duct of a single power cooling system
модулей, позволяет обеспечить высокую эффективность системы охлаждения, избежав ее усложнения, и добиться снижения массогабаритных характеристик системы охлаждения.modules, allows you to ensure high efficiency of the cooling system, avoiding its complications, and to reduce the overall dimensions of the cooling system.
Выполнение каждого модуля на отдельном съемном основании позволяет собирать или ремонтировать силовые модули вне станции и, при необходимости, полностью заменять силовой модуль с минимальным количеством монтажных операций, осуществляемых непосредственно в шкафу станции, при этом установка одного из силовых модулей с возможностью поворота вокруг вертикальной оси обеспечивает двухсторонний доступ к обоим силовым модулям при монтаже и техническом обслуживании станции, что существенно повышает удобство ее эксплуатации.The execution of each module on a separate removable base allows you to assemble or repair power modules outside the station and, if necessary, completely replace the power module with a minimum number of installation operations carried out directly in the station cabinet, while installing one of the power modules with the possibility of rotation around the vertical axis provides bilateral access to both power modules during installation and maintenance of the station, which significantly increases the convenience of its operation.
Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной выше совокупностью признаков, подтверждается примером реализации станции управления погружными электродвигателями, выполненной в соответствии с настоящей полезной моделью, сопровождаемое графическими материалами, на которых изображено следующее:The possibility of implementing a utility model, characterized by the above set of features, is confirmed by the example of the implementation of a submersible motor control station, made in accordance with this utility model, accompanied by graphic materials that depict the following:
На Фиг.1 представлен вид спереди станции управления с закрытой передней дверью.1 is a front view of a control station with a closed front door.
На Фиг.2 представлен вид сзади станции управления с закрытой задней дверью и дверью отсека ввода-вывода кабелей.Figure 2 presents a rear view of the control station with the rear door closed and the door of the cable I / O compartment.
На Фиг.3 представлен вид сбоку станции управления.Figure 3 presents a side view of the control station.
На Фиг.4 представлен вид спереди станции управления с открытой передней дверью.4 is a front view of a control station with an open front door.
На Фиг.5 представлен фрагмент вида сзади станции управления с открытой дверью отсека ввода-вывода кабелей.Figure 5 presents a fragment of a rear view of the control station with the door open of the cable I / O compartment.
На Фиг.6 представлен разрез А-А по Фиг.4.Figure 6 presents a section aa in Figure 4.
На Фиг.7 представлен вентиляторный отсек в разрезе.Figure 7 presents the fan compartment in section.
На Фиг.8 представлен отсек управления.On Fig presents the control compartment.
На Фиг.9-12 представлена схема системы охлаждения станции управления.Figure 9-12 presents a diagram of the cooling system of the control station.
Станция 1 предназначена для управления, защиты и регулирования частоты вращения погружных электродвигателей (ПЭД) мощностью до 120 кВт, предназначенных для привода погружных электронасосов добычи нефти и представляющих собой трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.Station 1 is designed to control, protect and control the speed of submersible electric motors (SEM) up to 120 kW, designed to drive submersible electric pumps for oil production and representing a three-phase asynchronous squirrel-cage electric motor.
Станция предназначена для работы на открытом воздухе при температуре окружающей среды от минус 60 до плюс 50°С (степень защиты станции от воздействия окружающей среды IP43 по ГОСТ 14254-80).The station is designed to operate outdoors at an ambient temperature of minus 60 to plus 50 ° C (the degree of protection of the station from environmental influences is IP43 according to GOST 14254-80).
Электропитание станции осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В частоты 50 Гц. Номинальный ток силовой цепи не более 400 А.The power station is supplied from a three-phase AC network with a voltage of 380 V, frequency 50 Hz. The rated current of the power circuit is not more than 400 A.
Станция обеспечивает эффективное значение выходного трехфазного переменного тока 400 А с регулированием частоты в диапазоне от 3 до 75 Гц. Питание электродвигателя насосной установки осуществляется через силовой повышающий трансформатор типа ТМПН, входящий в состав штатного наземного оборудования скважины.The station provides an effective value of the output three-phase alternating current 400 A with frequency regulation in the range from 3 to 75 Hz. The electric power of the pumping unit is supplied through a power step-up transformer of the TMPN type, which is part of the standard surface equipment of the well.
Станция обеспечивает защиту оборудования скважины при перегрузках и недогрузках по току, при повышенном и пониженном напряжении силового питания, при дисбалансе по напряжению и току, при пониженном сопротивлении изоляции, при перегреве обмоток электродвигателя, при повышенной вибрации насосной установки и др.The station provides protection of the well equipment during overloads and underloads by current, with increased and reduced voltage of power supply, with imbalance in voltage and current, with reduced insulation resistance, with overheating of the motor windings, with increased vibration of the pump unit, etc.
Кроме функций управления и защиты, станция, благодаря частотному преобразователю, осуществляет следующие функции: плавный разгон и торможение двигателя; плавный пуск при обратном вращении путем перехвата частоты вращения, с последующим остановом и разгоном до заданной частоты; возможность оптимизации режима работы скважины по сигналам подземной телеметрии, или без нее по специальной программе; автоматическое удаление газовых пробок в насосной установке; вывод на заданную частоту по программе.In addition to the control and protection functions, the station, thanks to the frequency converter, performs the following functions: smooth acceleration and engine braking; soft start during reverse rotation by intercepting the speed, followed by stopping and accelerating to the set frequency; the ability to optimize the well operation mode based on underground telemetry signals, or without it according to a special program; automatic removal of gas plugs in the pumping unit; output to a given frequency according to the program.
Силовая часть станции выполнена по схеме двухступенчатого преобразователя энергии сети трехфазного переменного тока в энергию трехфазного тока с регулируемыми частотой и напряжением. Элементы схемы преобразователя объединены в силовой модуль, при этом станция построена по модульному принципу и содержит два параллельно включенных силовых модуля, что позволяет практически удвоить мощность подключаемого оборудования без повышения требований к элементной базе.The power part of the station is made according to the scheme of a two-stage converter of energy of a three-phase alternating current network into three-phase current energy with adjustable frequency and voltage. The elements of the converter circuit are combined into a power module, while the station is built on a modular basis and contains two parallel-connected power modules, which allows you to almost double the power of the connected equipment without increasing requirements for the element base.
Станция выполнена в металлическом шкафу 2 двухстороннего обслуживания. Двери 3, 4 и 5 шкафа закрываются на специальные замки и имеют герметичные уплотнения, а также ограничители, фиксирующие их в открытом The station is made in a metal cabinet 2 two-way service. The doors 3, 4 and 5 of the cabinet are locked with special locks and have hermetic seals, as well as stoppers that lock them in the open
положении. Передняя дверь 3, открывающая доступ в силовой отсек 6, имеет электрическую блокировку, отключающую питание погружного двигателя при ее открывании. Оборудование, размещенное с задней стороны станции, защищено задней дверью 4 с двумя поворотными замками. На внешней стороне задней двери установлен блок зажимов 11 для фиксации силовых кабелей, подходящих к станции.position. The front door 3, which allows access to the power compartment 6, has an electric lock that cuts off the power to the submersible motor when it is opened. The equipment located on the rear side of the station is protected by a back door 4 with two rotary locks. A clamp block 11 is mounted on the outside of the rear door for securing power cables suitable for the station.
С задней стороны шкафа в его верхней части расположен отсек 7 ввода-вывода кабелей с отдельной дверью 5, размещенный под общей крышей 31 с силовым отсеком 6. В отсеке 7 размещены входные 8 и выходные 9 клеммы для подключения силового питания станции и первичной обмотки повышающего трансформатора, соответственно, а также имеется клемма 10 для подключения нулевого провода повышающего трансформатора, предназначенного для измерения сопротивления изоляции силовой цепи: вторичная обмотка ТМПН, погружной кабель и электродвигатель. Элементы, которые могут находиться под напряжением, закрыты предохранительными экранами с предупреждающими знаками. Отсек 7 снабжен резиновыми уплотнительными губками, которые закреплены на двери 5 и задней стенке отсека. При закрывании двери 5 губки обжимают силой кабель, чем обеспечивают герметизацию отсека 7.On the rear side of the cabinet in its upper part there is a cable input / output compartment 7 with a separate door 5, located under a common roof 31 with a power compartment 6. In the compartment 7 there are input 8 and output 9 terminals for connecting the power supply of the station and the primary winding of the step-up transformer , respectively, and there is also a terminal 10 for connecting the neutral wire of a step-up transformer designed to measure the insulation resistance of the power circuit: the secondary winding of the TMPN, an immersion cable and an electric motor. Elements that may be energized are covered by safety screens with warning signs. The compartment 7 is equipped with rubber sealing lips that are fixed to the door 5 and the rear wall of the compartment. When closing the door 5, the jaws compress the cable by force, which ensures the sealing of the compartment 7.
На передней двери 3 расположена дополнительная коробка отсека управления 12, закрываемая отдельной дверью 13. В отсеке управления 12 размещены органы индикации режимов работы ПЭД («СТОП», «ОЖИДАНИЕ», «РАБОТА»), 4-х строчный жидкокристаллический дисплей 40, на On the front door 3 there is an additional box of the control compartment 12, which is closed by a separate door 13. In the control compartment 12 there are organs for indicating the operation modes of the PED ("STOP", "STANDBY", "WORK"), a 4-line liquid crystal display 40, on
который выводятся сообщения о режимах работы станции, причинах ее отключения, состоянии оборудования скважины, розетка «220 В» 41, выключатели 47, переключатель режимов работы 42 и кнопка «ПУСК» 48. В двери 13 отсека управления выполнены закрытые прозрачным стеклом отверстия 49 для наблюдения органов индикации без открывания двери.which displays messages about the station’s operating conditions, reasons for its shutdown, well equipment status, 220 V socket 41, switches 47, operating mode switch 42 and the START button 48. The observation openings 49 closed with transparent glass are made in the control compartment door 13; display units without opening the door.
В правом верхнем углу силового отсека 6 станции установлены автоматический выключатель 50, предназначенный для оперативных переключений и защиты силовой цепи от токов короткого замыкания. Рычаг 14 автоматического выключателя выходит через соответствующее отверстие двери 3 в отсек управления 12. Кроме того, выключатель 50 оборудован независимым расцепителем, обеспечивающим по команде с контроллера управления электродвигателем отключение силовой цепи при превышении входным линейным напряжением питающей сети допустимой величины. В правом верхнем углу силового отсека также размещены три трансформатора тока 15, предназначенные для преобразования входного силового тока и потенциального разделения силовых цепей от цепей управления, при этом на выводах вторичных обмоток трансформаторов тока установлены нагрузочные резисторы, с которых снимаются сигналы, пропорциональные входному току станции.In the upper right corner of the power compartment 6 of the station installed circuit breaker 50, designed for operational switching and protection of the power circuit from short circuit currents. The lever 14 of the circuit breaker exits through the corresponding opening of the door 3 to the control compartment 12. In addition, the switch 50 is equipped with an independent release, which, upon command from the motor control controller, provides power circuit disconnection when the input line voltage of the supply network exceeds the permissible value. Three current transformers 15 are also located in the upper right corner of the power compartment, designed to convert the input power current and the potential separation of power circuits from control circuits, while load resistors are installed on the terminals of the secondary windings of current transformers, from which signals are proportional to the input current of the station.
В левой верхней части силового отсека 6 расположены три датчика Холла 16, предназначенные для формирования сигналов, соответствующих фазным токам на выходе станции (на первичной обмотке ТМПН), который пропорционален току на обмотках погружного электродвигателя.In the upper left part of the power compartment 6 there are three Hall sensors 16, designed to generate signals corresponding to phase currents at the station output (on the primary winding of the TMPN), which is proportional to the current on the windings of the submersible motor.
В центре верхней части силового отсека 6 расположена плата 17 In the center of the upper part of the power compartment 6 is a board 17
делителей канала измерения сопротивления изоляции, предназначенная для формирования сигнала, пропорционального сопротивлению изоляции цепи: вторичная обмотка ТМПН - погружной кабель - электродвигатель, высоковольтные цепи которой закрыты изоляционной крышкой.dividers of the channel for measuring insulation resistance, designed to generate a signal proportional to the insulation resistance of the circuit: TMPN secondary winding - immersion cable - electric motor, the high-voltage circuits of which are closed by an insulating cover.
В левой нижней части силового отсека 6 расположены нагревательный элемент 18 и вентилятор 19, предназначенные для обогрева внутреннего пространства станции в зимнее время.In the lower left part of the power compartment 6 there is a heating element 18 and a fan 19, designed to heat the interior of the station in winter.
На левой внутренней стенке силового отсека 6 на съемной панели установлены: контроллер 20 управления драйверами силовых модулей станции, плата делителей напряжения 21, формирующая сигналы, пропорциональные фазовым напряжениям питающей сети, и сигналы, пропорциональные выходным линейным напряжениям станции, реле включения подогрева радиаторов с платой демпферов, сетевой фильтр, а также плата питания 22, обеспечивающая формирование напряжений питания собственных нужд станции. В левой нижней части съемной панели установлена также плата блока грозозащиты.On the left inner wall of the power compartment 6 on the removable panel are installed: a controller 20 for controlling the drivers of the power modules of the station, a voltage divider board 21 that generates signals proportional to the phase voltages of the power supply network, and signals proportional to the output line voltages of the station, a relay for switching on the heating of radiators with a damper board , a line filter, as well as a power board 22, which provides the formation of power supply voltages for the station's own needs. The lightning protection block board is also installed in the lower left part of the removable panel.
На правой стенке силового отсека 6 установлен разрядный узел 23, предназначенный для быстрого разряда емкостных накопителей силовых модулей после выключения станции. Кроме того, на правой стенке размещены твердотельное реле включения независимого разъединителя автоматического выключателя 13 и плата защиты вентиляторов системы охлаждения станции.On the right wall of the power compartment 6, a discharge unit 23 is installed, designed to quickly discharge capacitive drives of power modules after turning off the station. In addition, on the right wall there is a solid-state relay for switching on the independent disconnector of the circuit breaker 13 and a protection board for the cooling fans of the station.
В центре силового отсека 6 на раме 24 установлены два силовых модуля 25а и 25b, выполненных на отдельном для каждого модуля съемном In the center of the power compartment 6 on the frame 24 two power modules 25a and 25b are installed, made on a removable module separate for each module
основании 26 в виде стальной пластины. Это позволяет собирать или ремонтировать силовые модули вне станции и при необходимости заменять силовой модуль целиком.base 26 in the form of a steel plate. This allows you to assemble or repair power modules outside the station and, if necessary, replace the entire power module.
На основании 26 каждого силового модуля установлены двадцать четыре конденсатора емкостного накопителя 27 с платами балластных резисторов, предназначенных для выравнивания напряжения на последовательно соединенных группах конденсаторов, разряда конденсаторов накопителя после выключения станции, а также защиты электролитических конденсаторов от напряжения обратной полярности. Конденсаторы емкостного накопителя 27 образуют два модуля 27а и 27b по двенадцать конденсаторов в каждом, распложенные в шесть рядов по два в ряд. Для получения запаса по напряжению, конденсаторы в секциях включены параллельно последовательно.On the basis of 26 of each power module, twenty-four capacitor banks of capacitive storage 27 are installed with ballast resistor boards designed to equalize the voltage across series-connected groups of capacitors, discharge the storage capacitors after the station is turned off, and protect electrolytic capacitors from reverse polarity voltage. The capacitors of the capacitive storage 27 form two modules 27a and 27b of twelve capacitors each, arranged in six rows of two in a row. To obtain a margin of voltage, the capacitors in the sections are connected in parallel in series.
Между модулями 27а и 27b размещены три тиристорных модуля 28 регулируемого шестифазного выпрямителя (см. Фиг.9), предназначенного для преобразования силового напряжения питающей сети в постоянное регулируемое напряжение. Над модулями 28 расположены шесть транзисторных модулей 29 частотного преобразователя (инвертора), который преобразует постоянное напряжение накопителя 27 в трехфазное напряжение с регулируемой частотой.Between modules 27a and 27b there are three thyristor modules 28 of an adjustable six-phase rectifier (see Fig. 9), designed to convert the power supply voltage to a constant regulated voltage. Above the modules 28 are six transistor modules 29 of the frequency converter (inverter), which converts the constant voltage of the drive 27 into a three-phase voltage with an adjustable frequency.
Соединения конденсаторов накопителя 27 и выводов транзисторных модулей 29 выполнены двумя плоскими медными шинами 30а и 30b (плюсовой и минусовой), которые расположены одна за другой и разделены слоем изолятора. Применение бифилярной шинной разводки питания обеспечивает The connections of the capacitors of the drive 27 and the terminals of the transistor modules 29 are made by two flat copper busbars 30a and 30b (plus and minus), which are located one after the other and are separated by an insulator layer. The use of bifilar bus power wiring provides
снижение уровня высокочастотных помех от коммутационных процессов сети и уменьшение коммутационных перенапряжений на транзисторных полумостах частотного преобразователя, что приводит к повышению надежности работы станции управления.reducing the level of high-frequency interference from switching processes of the network and reducing switching overvoltages on transistor half-bridges of the frequency converter, which leads to increased reliability of the control station.
На внешней поверхности шин 30а и 30b размещена плата 34 драйверов тиристорных модулей 28, обеспечивающая фазовое управление выпрямителем. Между верхними и нижними транзисторными модулями установлены скобы, на которых закреплена плата 32 драйверов транзисторных модулей, которые формируют двухполярные импульсы для управления цепей затворов модулей 29, установленная с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 33 для повышения удобства монтажа и ремонта. Согласованная работа драйверов силового модуля обеспечивается контроллером управления драйверами 20, при этом станция снабжена специальной платой коммутации, предназначенной для распределения сигналов управления драйверами транзисторных модулей 29 на два силовых модуля.On the outer surface of the tires 30a and 30b, a driver board 34 of the thyristor modules 28 is provided, providing phase control of the rectifier. Between the upper and lower transistor modules, brackets are mounted on which a board of 32 drivers of transistor modules is mounted, which form bipolar pulses for controlling the gate circuits of the modules 29, mounted to rotate around the horizontal axis 33 to increase the convenience of installation and repair. The coordinated operation of the drivers of the power module is provided by the driver control controller 20, while the station is equipped with a special switching board designed to distribute the driver control signals of the transistor modules 29 to two power modules.
Модули 28 и 29 установлены на оребренном алюминиевом радиаторе 35, закрепленным над соответствующей прорезью основания.Modules 28 and 29 are mounted on a finned aluminum radiator 35, mounted above the corresponding slot of the base.
Силовые модули 25а и 25b, расположены параллельно друг другу радиаторами внутрь таким образом, что радиаторы 35 силовых модулей образуют две боковые стенки центрального воздуховода единой системы охлаждения силовых модулей.Power modules 25a and 25b are arranged parallel to each other by radiators inward so that the radiators 35 of the power modules form two side walls of the central duct of a single cooling system of the power modules.
Кроме того, силовой модуль 25а установлен на раме 24 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 36, что обеспечивает двухсторонний In addition, the power module 25a is mounted on the frame 24 with the possibility of rotation around the vertical axis 36, which provides two-sided
доступ к обоим силовым модулям при монтаже и техническом обслуживании станции.access to both power modules during installation and maintenance of the station.
На днище отсека установлены два силовых дросселя 37 и 38, предназначенных для ограничения зарядного тока соответствующего емкостного накопителя и защиты силовой сети от высших гармоник преобразователя.Two power chokes 37 and 38 are installed on the bottom of the compartment, designed to limit the charging current of the corresponding capacitive storage and protect the power network from the higher harmonics of the converter.
Таким образом силовая цепь станции состоит из узла ввода 8 трехфазного напряжения сети 380 В 50 Гц, вводного автоматического выключателя 50, трансформаторов тока 15, трехфазного дросселя 37 (38), силового модуля 25а (25b), датчиков выходного тока 16 и узла вывода 9 выходного трехфазного напряжения регулируемой частоты. В процессе работы станции силовое напряжение питающей сети преобразуется в постоянное регулируемое напряжение с помощью шестифазных регулируемых выпрямителей силовых модулей 25а (25b). Выпрямленное напряжение сглаживается с помощью фильтра, состоящего из трехфазного дросселя 37 (38) и емкостных накопителей 27. Частотные преобразователи (инверторы) силовых модулей преобразуют постоянное напряжение накопителя в трехфазное напряжение с регулируемой частотой, которое через датчики тока 16 и узел вывода 9 выходного трехфазного напряжения подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Thus, the power circuit of the station consists of an input unit 8 of a three-phase network voltage of 380 V 50 Hz, an input circuit breaker 50, current transformers 15, a three-phase reactor 37 (38), a power module 25a (25b), output current sensors 16, and an output unit 9 of the output three-phase voltage adjustable frequency. During the operation of the station, the power supply voltage is converted into a constant controlled voltage using six-phase adjustable rectifiers of the power modules 25a (25b). The rectified voltage is smoothed out using a filter consisting of a three-phase inductor 37 (38) and capacitive storage 27. Frequency converters (inverters) of the power modules convert the direct voltage of the drive into a three-phase voltage with an adjustable frequency, which through current sensors 16 and output node 9 of the output three-phase voltage fed to the primary winding of a step-up transformer.
Управление станцией осуществляется при помощи контроллеров 20 и 43.The station is controlled by controllers 20 and 43.
Контроллер 43 управления электродвигателем насосной установки расположен на задней стороне передней двери 3 станции за отсеком управления The pump control unit motor controller 43 is located on the rear side of the front door 3 of the station behind the control compartment
12 (см. Фиг.8). Контроллер 43 управляет включением-выключением электродвигателя, определяет частоту и направление его вращения («ПРЯМОЕ» или «РЕВЕРС»), а также величину пускового момента («ФОРСАЖ» или «НОРМА»), на основании команд и сигналов, приходящих на станцию как извне (внешний запрет, контактный манометр), так и формируемых в самой станции. После обработки входных сигналов контроллер 43 формирует соответствующие команды управления.12 (see Fig. 8). The controller 43 controls the on-off of the electric motor, determines the frequency and direction of its rotation (“DIRECT” or “REVERSE”), as well as the value of the starting torque (“FORCING” or “NORMAL”), based on commands and signals arriving at the station from outside (external ban, contact pressure gauge), and formed in the station itself. After processing the input signals, the controller 43 generates the appropriate control commands.
Элементы контроллера 43 расположены в герметичном корпусе, защищенном изнутри слоем теплоизоляции. Контроллер имеет автоматическую систему подогрева, поддерживающую внутри корпуса рабочую температуру не ниже минус 4°С. На передней панели контроллера расположены: дисплей 40, индикатор включения нагревателя и интерфейсный разъем типа СОМ-порт. На боковых стенках контроллера расположены разъемы для подключения платы делителей напряжения 21, датчиков линейного входного тока, платы питания 22, контроллера управления драйверами 20 и платы коммутации, а также разъемы для подключения к органам управления (переключатель режимов, кнопка "ПУСК", концевой выключатель двери) и к светодиодам органов индикации режимов работы («СТОП», «ОЖИДАНИЕ», «РАБОТА»). На контроллере 43 имеется также разъемы для подключения термоманометрической системы (ТМС) УЭЦН через контроллер управления драйверами 20 и для программирования контроллера.The elements of the controller 43 are located in a sealed enclosure, protected from the inside by a layer of thermal insulation. The controller has an automatic heating system that maintains an operating temperature inside the case of at least minus 4 ° C. On the front panel of the controller are located: display 40, heater on indicator and an COM-port type interface connector. On the side walls of the controller there are connectors for connecting the voltage divider board 21, linear input current sensors, power board 22, driver control controller 20 and the switching board, as well as connectors for connecting to the controls (mode switch, START button, door limit switch ) and to the LEDs of the display of operating modes ("STOP", "WAITING", "WORK"). On the controller 43 there are also connectors for connecting the thermomanometric system (TMS) of the ESP through the driver control controller 20 and for programming the controller.
Контроллер управления драйверами 20 формирует импульсы запуска таким образом, чтобы отношение напряжения на обмотках погружного The driver control controller 20 generates start pulses so that the voltage ratio on the windings of the submersible
электродвигателя к частоте было неизменным во всем диапазоне частот вращения электродвигателя, а также увеличивает или уменьшает это отношение при получении от контроллера 43 соответствующих команд («ФОРСАЖ» или «НОРМА»). По окончании работы контроллер 20 снимает импульсы запуска с драйверов 34 транзисторных модулей 29 инвертора и включает разрядный узел 23 для снятия напряжения с модулей емкостных накопителей.motor to frequency was unchanged in the entire range of motor rotation frequencies, and also increases or decreases this ratio when receiving 43 commands from the controller (“FORCING” or “NORMAL”). Upon completion of the operation, the controller 20 removes the start pulses from the drivers 34 of the transistor modules 29 of the inverter and includes a bit assembly 23 for removing voltage from the capacitive storage modules.
Единая система охлаждения силовых модулей (см. Фиг 9-11) включает в себя вентиляторный отсек 44 с двумя напорными вентиляторами 45а и 45b, при этом наличие двух вентиляторов позволяет обеспечить высокую эффективность охлаждения без повышения требований к характеристикам вентиляторов, а также позволяет повысить надежность системы охлаждения. Система охлаждения также включает в себя центральный воздуховод 46, две боковые стенки которого образованы радиаторами 35 силовых модулей 25а и 25b, а также выходной воздуховод 39.A single cooling system for power modules (see Figs. 9-11) includes a fan compartment 44 with two pressure fans 45a and 45b, while the presence of two fans allows for high cooling efficiency without increasing the requirements for the characteristics of the fans, and also improves the reliability of the system cooling. The cooling system also includes a central duct 46, the two side walls of which are formed by radiators 35 of the power modules 25a and 25b, as well as the outlet duct 39.
В процессе работы станции забор наружного воздуха происходит через закрытые сеткой вентиляционные отверстия в дне силового отсека шкафа, вентиляторы 45а и 45b нагнетают охлаждающий воздух в центральный воздуховод 46, обеспечивая охлаждение радиаторов 35, а нагретый воздух через выходной воздуховод 39 отводится в правую и левую стороны станции.During the operation of the station, outside air is drawn through the ventilation openings in the bottom of the cabinet’s power compartment, closed by a grid, fans 45a and 45b inject cooling air into the central air duct 46, cooling the radiators 35, and heated air is discharged through the air outlet duct 39 to the right and left sides of the station .
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004128532/22U RU44768U1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004128532/22U RU44768U1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU44768U1 true RU44768U1 (en) | 2005-03-27 |
Family
ID=35561484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004128532/22U RU44768U1 (en) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU44768U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520571C2 (en) * | 2012-08-27 | 2014-06-27 | Николай Владимирович Шенгур | Submersible pumpset control station |
| RU170783U1 (en) * | 2017-03-13 | 2017-05-11 | Михаил Аркадьевич Шурдов | Slewing ring control cabinet |
| RU2651651C2 (en) * | 2017-02-20 | 2018-04-23 | Олег Сергеевич Николаев | Control station of the pumping unit of the oil producing well (variants) |
| RU192517U1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-09-19 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Station of frequency control of the electric motor |
| RU2754925C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-09-08 | Общество с ограниченной ответственностью "АРГУМ" | Cabinet of control station for submersible electric pumps |
-
2004
- 2004-09-29 RU RU2004128532/22U patent/RU44768U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520571C2 (en) * | 2012-08-27 | 2014-06-27 | Николай Владимирович Шенгур | Submersible pumpset control station |
| RU2651651C2 (en) * | 2017-02-20 | 2018-04-23 | Олег Сергеевич Николаев | Control station of the pumping unit of the oil producing well (variants) |
| RU170783U1 (en) * | 2017-03-13 | 2017-05-11 | Михаил Аркадьевич Шурдов | Slewing ring control cabinet |
| RU192517U1 (en) * | 2018-12-11 | 2019-09-19 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Station of frequency control of the electric motor |
| RU2754925C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-09-08 | Общество с ограниченной ответственностью "АРГУМ" | Cabinet of control station for submersible electric pumps |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1268190C (en) | Modular converter unit | |
| CN103427601B (en) | Mining medium-high voltage frequency converter cooling back installation | |
| US8508181B2 (en) | Adjustable frequency drive and system | |
| EP2879475A1 (en) | Solar inverter | |
| JP6005995B2 (en) | Substation equipment unit | |
| CN212749608U (en) | Frequency conversion and speed regulation integrated machine electric control system | |
| CN204615186U (en) | A kind of energy-storage system rack | |
| JP4455428B2 (en) | Power supply apparatus and assembly method thereof | |
| CN216122233U (en) | Auxiliary charging box | |
| RU44768U1 (en) | ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION | |
| RU2239267C2 (en) | Cabinet for electric motors control station | |
| RU91696U1 (en) | THREE-PHASE FREQUENCY CONVERTER AND VOLTAGE FOR DIESEL | |
| CN105305260A (en) | Heat radiation switchgear | |
| CN204231176U (en) | A kind of integral structure compact high-voltage variable frequency device | |
| CN211183778U (en) | Integrated structure compact type high-voltage frequency converter | |
| US7640767B2 (en) | Low voltage variable speed drive for application on medium/high voltage mains | |
| RU51132U1 (en) | ELECTRIC MOTOR CONTROL STATION | |
| RU162787U1 (en) | HIGH VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER | |
| CN205039421U (en) | Heat -dissipation switch cabinet | |
| CN219436413U (en) | Outdoor electric control cabinet layout structure of submersible electric pump | |
| RU192719U1 (en) | Complete power distribution and conversion device | |
| CN209526662U (en) | Rectifier cabinet | |
| CN220775010U (en) | Integrated box-type substation | |
| CN210092646U (en) | Outdoor four-port electric energy router structure | |
| JP2017229173A (en) | System interconnection apparatus and power distribution board |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20170929 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150930 |