石油鉆機(jī)發(fā)電系統(tǒng)分解實用教案

1、一、概述一、概述(i sh)發(fā)電控制系統(tǒng)是石油鉆機(jī)的動力來源,是鉆機(jī)電控系統(tǒng)的重要組成部分;發(fā)電機(jī)(dinj)組控制系統(tǒng)，其主要功能是對柴油發(fā)電機(jī)(dinj)組進(jìn)行控制，具體的控制對象是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)(dinj)電壓，同時對發(fā)電機(jī)(dinj)組的運行進(jìn)行測量監(jiān)視和安全保護(hù)。第1頁/共16頁第一頁，共16頁。二、發(fā)電機(jī)組控制柜主要二、發(fā)電機(jī)組控制柜主要(zhyo)技術(shù)指標(biāo)及特技術(shù)指標(biāo)及特色色 調(diào)速器輸出信號為:0-200mA、正向(zhn xin); 轉(zhuǎn)速范圍:1500r/m-6000r/m 頻率穩(wěn)定度（穩(wěn)態(tài)）:0.5% 頻率降（穩(wěn)態(tài)）：3% 瞬態(tài)頻率差：10% 頻率恢復(fù)時間：2S 調(diào)壓器勵

2、磁電壓輸出為:DC 0-130V 調(diào)壓器勵磁電流輸出為:DC 0-30A 電壓穩(wěn)定度（穩(wěn)態(tài)）:1% 瞬態(tài)電壓差：15% 電壓恢復(fù)時間：2.5S 有功均衡為機(jī)組額定的3% 無功均衡為機(jī)組額定的3%第2頁/共16頁第二頁，共16頁。保護(hù)(boh)(超出保護(hù)(boh)值斷路器跳閘)：過電壓: +20% 延時1s欠電壓: -15% 延時1s過頻率: +10% 延時1s欠頻率: -10% 延時1s逆功率: -7% 延時1s勵磁過流 150% 延時1s過電流: 依據(jù)發(fā)電機(jī)額定電流整定短路： 2.5倍發(fā)電機(jī)額定電流功率限制: 95%發(fā)電機(jī)額定功率電流限制: 95%發(fā)電機(jī)額定電流第3頁/共16頁第三頁，共16

3、頁。三、項目三、項目(xingm)的部件構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)的部件構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù) 調(diào)速器 正向動作型(分正向和反向動作型兩種,正向型:執(zhí)行器的輸出大小和控制器的輸出電流成正比反向型則成反比)電子調(diào)速器2301A，與CAT35系列柴油機(jī)、執(zhí)行器以及測速磁頭共同組成(z chn)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。以達(dá)到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定即發(fā)電機(jī)頻率穩(wěn)定的目的。2301A可以和伍德沃德的SPM-D11同步器負(fù)荷傳感器及其他發(fā)電控制設(shè)備相匹配，可實現(xiàn)幾臺并網(wǎng)機(jī)組之間有功負(fù)荷均衡。 第4頁/共16頁第四頁，共16頁。 調(diào)壓器 數(shù)字調(diào)壓器采用西門子6RA70系列直流調(diào)速裝置，用以控制發(fā)電機(jī)勵磁電流的大小(dxio)，與電子調(diào)速器230

4、1A共同構(gòu)成一個轉(zhuǎn)速電流的雙閉環(huán)系統(tǒng)，從而在系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生波動時，能夠使發(fā)電機(jī)的電壓穩(wěn)定在600V，電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定在50HZ，從而滿足系統(tǒng)的要求，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運行。 第5頁/共16頁第五頁，共16頁。 電源管理器 數(shù)字式電源管理器SPM-D11是一款微處理控制技術(shù)的同步裝置，它可以和Woodward或其他品牌的調(diào)速器和調(diào)壓器相兼容，適于單相或三相交流發(fā)電機(jī)。具有( jyu)斷路器Q1控制、負(fù)荷自動分配和功率因數(shù)的控制功能，以及發(fā)電機(jī)組保護(hù)功能。 它是一個綜合的發(fā)電機(jī)組管理模塊。用于管理發(fā)電機(jī)組如同步檢定、有功和無功均衡、保護(hù)發(fā)電機(jī)過/欠電壓、超/低頻率、逆功、減功率以及過載等。第6頁/共16

5、頁第六頁，共16頁。 PLC可編程邏輯控制(kngzh)器 西門子S7-200系列PLC具有體積小、擴(kuò)展性強、價格低廉等優(yōu)點，可完美的滿足小規(guī)模的控制(kngzh)要求。 它是發(fā)電控制(kngzh)系統(tǒng)的邏輯控制(kngzh)中心，實現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)的由停機(jī)到怠速、滿速、發(fā)電、并網(wǎng)的控制(kngzh)切換。可實現(xiàn)系統(tǒng)的緊急停車、故障報警、運行指示等功能。第7頁/共16頁第七頁，共16頁。 ABB空氣斷路器 發(fā)電系統(tǒng)輸出供電斷路器，ABB SACE公司制造的低壓空氣斷路器是當(dāng)今市場上能找到的最頂級的產(chǎn)品。具有結(jié)構(gòu)堅固(jing)、安全可靠、完善的智能保護(hù)功能等諸多優(yōu)點，根據(jù)系統(tǒng)需要，斷路器配有電動機(jī)

6、儲能裝置，由PLC控制合閘/分閘，無須人工操作。在正常狀態(tài)下，只需操作門板上一個旋鈕開關(guān)，就可以控制發(fā)電機(jī)的啟動發(fā)電、并網(wǎng)合閘。 第8頁/共16頁第八頁，共16頁。 穩(wěn)壓電源 包括AC220V穩(wěn)壓電源UPS及DC24V開關(guān)電源。UPS電源進(jìn)線安裝了交流濾波器，為6RA70直流調(diào)速裝置提供穩(wěn)定純凈的交流電源，確保發(fā)電機(jī)勵磁(l c)電流可穩(wěn)定控制；開關(guān)電源為控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流電源，有效克服進(jìn)線電源的電壓波動及諧波干擾。第9頁/共16頁第九頁，共16頁。 電源監(jiān)視器 多功能電力監(jiān)視儀表，實時在線監(jiān)視電源三相電壓(diny)、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等等；通信配有RS485標(biāo)準(zhǔn)接

7、口，遠(yuǎn)程異地顯示電源參數(shù)；各種故障報警：相序亦轉(zhuǎn)、過/低電壓(diny)、過/低電流、過/低頻率、有功/無功功率過輸出、三相電壓(diny)/電流不平衡率、電壓(diny)/電流諧波等。其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，是一個功能全面的監(jiān)視儀表。第10頁/共16頁第十頁，共16頁。 變壓器 發(fā)電控制系統(tǒng)變壓器根據(jù)其各自功能不同分為：勵磁(l c)變壓器、測量變壓器、反饋變壓器、同期變壓器、電源變壓器；它們在系統(tǒng)中各自實現(xiàn)自己的作用。第11頁/共16頁第十一頁，共16頁。常見問題解析(ji x)1 發(fā)電機(jī)組1.1 啟動前的準(zhǔn)備 啟動前，首先按柴油機(jī)起動規(guī)程檢查油、汽、水及柴油機(jī)各個有關(guān)部件。然后按以下規(guī)程檢

8、查: (1) 打開(d ki)柜門，合上UPS電源開關(guān)，操作“運行開關(guān)”S1至“怠速”位置，投控制電源，“電源管理器”屏幕閃爍，調(diào)壓器、PLC、電力儀表均有電源指示。 (2)柜中X2端子排上11、16直流電壓應(yīng)大于DC20V。 (3)“發(fā)電機(jī)主開關(guān)”Q1應(yīng)處在“斷開”位置。1.2 起機(jī)在準(zhǔn)備工作完全就緒后，按如下規(guī)程進(jìn)行操作。(1)打開(d ki)壓縮空氣閥門，操作氣動按鈕，柴油機(jī)自動升速至怠速值。(2) 經(jīng)柴油機(jī)怠速運轉(zhuǎn)一段時間后，操作“運行開關(guān)”S1至“滿速”位置，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)升至額定值。(3) 操作“運行開關(guān)”S1至“發(fā)電”位置。(4) 觀察“電力儀表”P，三相電壓為600V。 (5)

9、觀察“電力儀表”P，頻率為50Hz。(6) 發(fā)電機(jī)“運行”燈H1亮，此時發(fā)電機(jī)處在空載運行狀態(tài)。第12頁/共16頁第十二頁，共16頁。常見問題解析(ji x)1.1 發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)操作欲將處在空載運行狀態(tài)的機(jī)組并入交流母線上運行，按如下操作。(1)“發(fā)電機(jī)主開關(guān)”Q1的顯示已儲能狀態(tài)，且開關(guān)處于分閘位置，參考下圖。(2) 操作“運行開關(guān)”S1至“并網(wǎng)”位置。(3) 等待“電源管理器”發(fā)出合閘指令，Q1自動閉合，柜門上并網(wǎng)指示燈H4亮。 警告：禁止在“發(fā)電機(jī)主開關(guān)”Q1上直接操作合閘按鈕，直接合閘將導(dǎo)致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，或者可能造成(zo chn)機(jī)組設(shè)備的損壞。1.1 發(fā)電機(jī)組的解列停機(jī)操作 需

10、停掉一臺機(jī)組時。操作“運行開關(guān)”S1由并網(wǎng)旋至滿速，主開關(guān)將自動分閘，待電壓降至40V左右然后使運行開關(guān)旋至怠速，等待機(jī)組冷卻后運行開關(guān)旋至停機(jī)位置。打開柜門關(guān)掉UPS電源開關(guān)。注意:當(dāng)發(fā)電機(jī)組停機(jī)時，務(wù)必將發(fā)電機(jī)組控制柜上的“運行開關(guān)”旋至“停機(jī)”位置，關(guān)掉UPS電源以保證蓄電池不放電。特別是存儲運輸過程中必須保證“運行開關(guān)”處在“停機(jī)”位置，否則蓄電池的電能將被耗盡。第13頁/共16頁第十三頁，共16頁。四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核(koh)指標(biāo)指標(biāo) 目前國內(nèi)發(fā)電控制系統(tǒng)大體分為模擬控制型和全數(shù)字型。模擬控制型是基于傳統(tǒng)的發(fā)電控制理論，采用三極管、電阻電容等元器件組成模擬系統(tǒng)，優(yōu)點是控制理論非常成熟，從第一代電驅(qū)動鉆機(jī)開發(fā)使用至今已有幾十年了。缺點是電子(dinz)元器件種類和數(shù)量較為繁多，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，裝配和安裝調(diào)試都很煩瑣，也不便于用戶的保養(yǎng)維修。全數(shù)字型發(fā)電系統(tǒng)是近幾年來在國內(nèi)逐步發(fā)展起來的新一代控制系統(tǒng)，將國外先進(jìn)的技術(shù)和電子(dinz)元器件同國內(nèi)發(fā)電控制系統(tǒng)相結(jié)合，具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡單、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點，正逐步取代傳