Устройство комплектное типа ШГС5805-49А3У1 "МЭТЗ"
Общие сведения
Комплектное устройство типа ШГС5805-49А3У1 "МЭТЗ" предназначено для управления и защиты погружных электронасосов добычи нефти с двигателями серии ПЭД по ГОСТ 18058-80 и двигателями унифицированной серии по ТУ 16-652.029-86 мощностью от 14 до 100 кВт с номинальным током не более 50 А и напряжением до 2300 В переменного тока в районах с умеренным климатом.
Структура условного обозначения
ШГС5805-49А3У1 "МЭТЗ":
ШГС5805 - устройство шкафного типа, глубинное, для управления
погружными электродвигателями;
4 - номинальный ток силовой цепи (до 250 А);
9 - напряжение силовой цепи (до 2300 В);
А - модификация (основное исполнение);
3 - напряжение цепи управления (380 В);
У1 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ
15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Условия эксплуатации
Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Высота над уровнем моря до 1000 м.
Температура окружающего воздуха от минус 40 до 40°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию.
Группа механического исполнения М3 по ГОСТ 17516.1-90.
Рабочее положение устройства вертикальное, допускается отклонение от вертикали до 5° в любую сторону.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007-83, ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.1.004-85 и действующим "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".
Устройство отвечает требованиям ТУ РБ 05544590.003-94.
Номинальный ток силовой цепи, А: первичный - 250
вторичный - 50
Номинальное напряжение силовой цепи, В: первичное - 380
вторичное, не более - 2300
Номинальная частота питающей сети, Гц - 50
Номинальное напряжение цепей управления, В - 380
Номинальный ток цепей управления, А - 6
Потребляемая мощность, В·А - 300
Режим работы устройства продолжительный.
Устройство обеспечивает нормальную работу при колебаниях напряжения питающей сети в пределах от 0,7 до 1,25 номинального напряжения.
Устройство обеспечивает:
включение и отключение электродвигателя, дистанционное управление электродвигателем с диспетчерского пункта и управление электродвигателем от погружного устройства;
работу электродвигателя насосной установки в режимах: "ручной", "автоматический" и "автоматический по задаваемой временной программе";
автоматическое включение электродвигателя с регулируемой от 2,5-+ до 60+6 мин выдержкой времени при подаче напряжения питания;
невозможность включения электродвигателя при восстановлении напряжения питающей сети с нарушением порядка чередования фаз;
невозможность включения электродвигателя при напряжении питающей сети выше 420 В;
отключение электродвигателя при перегрузке любой из фаз с выбором максимального тока фазы по амперсекундной характеристике с запоминанием отключения и запрещением повторного включения;
отключение электродвигателя при отклонении напряжения питающей сети выше 10% и ниже 15% от номинального, если это отклонение приводит к недопустимой перегрузке по току, с автоматическим повторным включением электродвигателя после восстановления напряжения;
отключение электродвигателя при недогрузке с выдержкой времени на срабатывание защиты не более 45 с;
автоматическое повторное включение электродвигателя после его отключения защитой от недогрузки с регулируемой выдержкой времени от 3-+ до 120+12 мин или от 30-+ до 1200+120 мин;
выбор режима работы с автоматическим повторным включением после сбрасывания защиты от недогрузки или без автоматического повторного включения;
выбор режима работы с защитой от турбинного вращения двигателя и без защиты;
выбор режима работы с автоматическим периодическим включением и отключением насосной установки по задаваемой временной программе. Время включенного состояния может задаваться в диапазоне от 3-+ до 120+12 мин или от 30-+ до 1200+12 мин, время отключенного состояния - в диапазоне от 50-+ до 1200+120 мин;
отключение электродвигателя при недопустимых снижениях или превышениях давления в нефтепроводе по сигналам контактного манометра с запоминанием отключения и невозможностью повторного включения;
отключение электродвигателя при снижении напряжения питающей сети ниже 0,75 номинального напряжения;
непрерывный контроль сопротивления изоляции системы "погружной электродвигатель - кабель" с отключением электродвигателя при снижении сопротивления изоляции; отключение происходит при сопротивлении изоляции в пределах от 40 до 20 кОм;
возможность работы установки при сниженном сопротивлении изоляции (ниже 40-20 кОм) системы "кабель - погружной электродвигатель" с быстродействующим отключением при перегрузке;
световую сигнализацию о причине отключения;
наружную световую сигнализацию об аварийном отключении;
ручное деблокирование запоминания отключения;
контроль тока электродвигателя и контроль напряжения сети;
возможность настройки на месте эксплуатации защиты от перегрузки и недогрузки, от превышения и снижения напряжения сети (выбор рабочей зоны);
возможность подключения самопишущего амперметра для регистрации тока электродвигателя;
возможность подключения с помощью штепсельного разъема переносных токоприемников с током фазы не более 60 А;
возможность подключения с помощью розетки на напряжение 220 В геофизических приборов с током фазы до 6 А. Устройство состоит из металлического шкафа двухстороннего обслуживания, в котором расположена аппаратура, и рамы, на которой шкаф установлен.
Аппараты, находящиеся под напряжением выше 660 В расположены в отдельном отсеке.
Аппаратура управления, сигнализации и контроля расположена на передней двери устройства. Лицевые части аппаратов управления, сигнализации и контроля закрываются от воздействия внешней среды дополнительной дверью с уплотнениями.
Для ввода кабелей в дне шкафа имеются отверстия с уплотнением.
Все наружные двери устройства приспособлены для пломбирования, а также могут быть зафиксированы в открытом положении.
Конструкция устройства предусматривает:
жалюзи для вентиляции, закрываемые изнутри скобами в холодный период года;
механическую блокировку, предотвращающую доступ в высоковольтный отсек при включенном вводном рубильнике Q1 (рис. 1);
электрическую блокировку, отключающую коммутационный аппарат (контактор К1), при открытии передней двери шкафа;
видимый разрыв силовой цепи;
дополнительное запирание вручную задней двери шкафа с внутренней стороны устройства;
механическую блокировку силового штепсельного разъема с пакетным выключателем, не позволяющую оперировать штепсельным разъемом при включенном пакетном выключателе;
наличие на дверях устройства и высоковольтного отсека знака высокого напряжения, а на двери устройства - предупредительного знака с табличкой "Осторожно! Пуск автоматический!".
Электрическая принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.
Электрическая принципиальная схема комплектного устройства типа ШГС5805-49А3У1:
К Тр - к трансформатору;
Изм - измеритель;
БУЗ - блок управления и защиты;
ЯУ - ячейка управления;
РУ - прибор контроля изоляции
Схема состоит из следующих частей:
низковольтной силовой цепи - рубильника Q1, предохранителей F5-F7, контактора К1, предохранителей F1-F3, выключателя S2, разъема Х2, автоматического выключателя S1 и розетки Х1;
высоковольтной силовой цепи - трансформаторов тока Т1, Т2 и резистора R1;
цепей контроля, измерения, управления и сигнализации - автоматического выключателя S3, прибора контроля изоляции, состоящего из показывающего устройства М и релейного устройства РУ, фильтра прямой последовательности и контактного миллиамперметра РА1, амперметра РА2, промежуточных реле К2, К3, блока управления АF2, переключателя S6, кнопки S4, ламп сигнализации Н1-Н5 блока управления и защиты АF1.
Рубильник Q1 предназначен для создания видимого разрыва и имеет механическую блокировку, которая не позволяет открыть дверь высоковольтного отсека, если рубильник Q1 находится в положении "Вкл".
Предохранители F5-F7 предназначены для защиты участка силовой цепи. Нижние выводы предохранителей - первичная обмотка силового трансформатора.
Выключатель S2, предохранители F1-F3, разъем Х2 предназначены для подключения электроприемников с током потребления не более 60 А.
Выключатель S1 предназначен для защиты цепи розетки Х1 для подключения геофизических приборов.
Трансформаторы Т1 и Т2 предназначены для преобразования текущего значения тока электродвигателя и для потенциального разделения силовых высоковольтных цепей от цепей управления.
Выключатель S3 предназначен для подачи оперативного напряжения в цепи управления и защиты их от токов КЗ.
Прибор контроля изоляции РУ, М предназначен для измерения текущего значения величины сопротивления изоляции системы "Вторичная обмотка трансформатора - токопровод - двигатель" и отключения контактора при сопротивлении изоляции системы "Погружной электродвигатель - кабель" в пределах от 40 до 20 кОм.
Прибор РА1 служит для измерения выходного значения напряжения фильтра прямой последовательности (состоящего из резисторов R4, R6 и конденсаторов С2, С3), для подачи сигнала в блок управления об изменении значения питающего напряжения, для включения промежуточного реле К3 при превышении питающего напряжения.
Промежуточное реле К3 предназначено для введения резистора R16 в цепи управления АF1, приборов РА1, РУ, М с целью обеспечения работы устройства при напряжении питающей сети выше 420 В.
Реле К2 служит для включения и отключения контактора К1 по сигналам блока управления АF1.
Реле К1 блока управления АF2 предназначено для отключения реле К2 при выходном напряжении фильтра прямой последовательности менее 50 В (при нарушении порядка чередования фаз питающего напряжения).
Переключатель S6 предназначен для выбора режима работы установки. Кнопка S4 - "Пуск ручной" и "Деблокировка" защит.
Блок управления АF1 предназначен для управления через реле К2 контактором К1.
Конструктивно блок управления представляет собой унифицированную кассету, состоящую из функциональных ячеек и субблока.
Передняя панель блока управления состоит из передних панелей ячеек управления и субблока, на которых расположены органы настройки регулирования и сигнализации.
Все органы управления и индикации расположены на передних панелях ячеек блока управления.
Устройство имеет следующие режимы управления электродвигателем насосного агрегата:
ручной (обычно в режиме опробования);
автоматический;
автоматический по задаваемой временной программе;
дистанционный или от программного устройства.
Во всех режимах управления устройства могут работать:
с блокированием по турбинному вращению двигателя;
без блокирования по турбинному вращению двигателя.
Режим работы с блокированием по турбинному вращению двигателя либо без блокирования устанавливается переключателем "Вращ." в ячейке ПМЗВ (пуск, минимальная защита, вращение) блока управления. В положении "Вращ." включение электродвигателя происходит только после прекращения его вращения.
Во всех режимах управления может быть произведена регистрация тока, потребляемого электродвигателем при помощи регистрирующего амперметра.
Смена диаграммы регистрирующего амперметра производится без отключения электродвигателя при установке рукоятки переключателя S6 в положение "См. диагр.".
Во всех режимах управления, кроме ручного и автоматического по задаваемой программе, устройства могут работать с автоматическим повторным включением после срабатывания защиты от недогрузки.
Режим работы с автоматическим повторным включением после срабатывания защиты от недорузки либо без автоматического повторного включения устанавливается переключателем в ячейке ПМЗВ блока управления. В положении "АПВ" происходит автоматическое повторное включение после срабатывания защиты от недогрузки.
Управление электродвигателем в ручном режиме осуществляется установкой рукоятки переключателя S6 в положение "Ручн.".
Включение электродвигателя производится нажатием кнопки S4 "Пуск ручн.".
При нажатии кнопки S4 на контакты разъема блока управления подается переменное напряжение 220 В, что приводит к включению без выдержки времени реле К2, которое своими контактами подает питание на катушку контактора К1. При этом шунтируется цепь кнопки S4, и устройство остается во включенном состоянии.
Отключение электродвигателя производится установкой переключателя S6 в положение "Откл.".
В автоматическом режиме вращение электродвигателя при появлении напряжения питания происходит при положении рукоятки S6 "Автомат" с выдержкой.
Выдержка времени от 2,5-+ до 60+6 мин устанавливается потенциометром на АПВ блока управления.
Нажатие кнопки S4 приводит к включению электродвигателя без выдержки времени.
Выдержка времени от 3-+ до 120+12 мин в режиме автоматического повторного включения после срабатывания защиты от недогрузки устанавливается потенциометром на ячейке АПВ блока управления, выдержка времени от 30-+ до 1200+120 мин - потенциометром при снятой перемычке в ячейке АПВ.
При работе устройства в автоматическом режиме по задаваемой временной программе включение электродвигателя при появлении напряжения питания происходит при положении рукоятки S6 "Автомат" и тумблера в ячейке АПВ в положении "П" с выдержкой времени.
Выдержка времени от 2,5-+ до 60+6 мин устанавливается также потенциометром на АПВ блока управления.
Нажатие кнопки S4 приводит к включению электродвигателя без выдержки времени.
После включения устройство переходит в периодический режим включения - отключения установки, при этом:
время включенного состояния устанавливается аналогично времени автоматического повторного включения после срабатывания защиты от недогрузки;
время отключенного состояния соответствует увеличенной в 20 раз установленной выдержке времени на автоматическое включение при подаче напряжения.
Управление установкой при работе устройства с диспетчерского пункта или от програмного устройства производится при установке рукоятки переключателя S6 в положение "Автом" контактом аппарата системы диспетчеризации либо программного устройства, который подсоединяется вместо перемычки и должен быть замкнут при работе электродвигателя.
При замыкании контакта аппарата системы диспетчеризации либо программного устройства включение установки происходит с выдержкой времени, установленной потенциометром на АПВ блока управления.
Ниже приводится работа устройства при установке контактного манометра для защиты нефтепровода от недопустимого снижения и превышения давления.
При срабатывании контактного манометра блок управления отключает контактор К1 и формирует сигнал запоминания срабатывания защиты. На передней двери устройства загорается лампа Н4 "Давление".
Ниже объясняется работа устройства при отклонении напряжения питающей сети выше 10% или ниже 15% от номинального значения (выше 420 В или ниже 320 В).
Для контроля напряжения питающей сети и автоматического повторного включения после срабатывания защиты от перегрузки по току, вызванной изменением напряжения питающей сети, в устройстве включен прибор РА1 через фильтр напряжения прямой последовательности на сеть 380 В.
При отклонении напряжения питающей сети за пределы допустимого напряжения прибор РА1 формирует сигнал, включающий "запоминание" срабатывания защиты от перегрузки.
После восстановления напряжения питающей сети от значения допустимого напряжения происходит автоматическое повторное включение электродвигателя с выдержкой времени, установленной потенциометром на АПВ блока управления.
При отклонении напряжения питающей сети выше 10% (420 В) от номинального, контакты прибора РА1 включают промежуточное реле К3, которое, размыкая свой контакт, вводит в цепь питания блока управления АF1, приборов РА1 и РУ резистор R16 с целью работы устройства при повышенном напряжении сети.
Для обеспечения работы устройства при невозможности включения электродвигателя, если напряжение сети выше 420 В, следует произвести переключение соответствующих перемычек, чтобы напряжение на блок управления поступало через контакты реле К3 и К2.
При повышении напряжения питающей сети выше 420 В, реле К3 через контакт прибора РА1 получает питание, размыкает свои контакты, поэтому напряжение на блок управления поступает через контакты реле К2.
При отключенной установке контакт реле К2 разомкнут, а контакт реле К3 замкнется (и на блок управления и реле К2 поступит напряжение) только тогда, когда питающее напряжение войдет в рабочую зону.
Ниже поясняется работа устройства с невозможностью включения электродвигателя при восстановлении напряжения питающей сети с нарушением порядка чередования фаз.
При нарушении порядка чередования фаз питающей сети ток, протекающий через прибор РА1, близок к нулю. Последовательно с прибором РА1 в ячейке АF2 установлено реле К. При отсутствии тока через катушку реле К его контакты размыкают цепь питания катушки реле К2.
При срабатывании защит от перегрузки или недогрузки блок управления отключает реле К2, которое своими контактами отключает контактор К1. На передней двери устройства загорается соответствующая сигнальная лампа.
При срабатывании РУ прибора контроля изоляции его контакты размыкаются, что приводит к отключению контактора К1.
Работа устройства при сниженном (ниже уставки) сопротивлении изоляции системы "Кабель - погружной электродвигатель" происходит следующим образом.
При снижении сопротивления изоляции системы "Кабель - погружной электродвигатель" ниже уставки замыкается контакт прибора РУ и в блок управления АF1 поступает сигнал о снижении сопротивления изоляции.
При возникновении перегрузки произойдет быстродействующее срабатывание защиты, при этом блок управления АF1 отключит реле К2, которое своими контактами отключит контактор К1. На передней панели двери устройства загорится сигнальная лампа Н1.
Для расшифровки причины отключения устройство имеет световую сигнализацию. При срабатывании защиты от перегрузки в зоне рабочего напряжения горит лампа Н1 "Перегрузка"; при срабатывании защиты от недогрузки - лампа Н2 "Недогрузка"; при наличии турбинного вращения электродвигателя - лампа Н3 "Вращение"; при срабатывании защиты от недопустимого снижения или превышения давления в нефтепроводе - лампа Н4 "Давление". При срабатывании защиты от перегрузки вне зоны рабочего напряжения лампа Н1 "Перегрузка" не горит. Расшифровкой причины отключения установки служит показывающая стрелка прибора РА1, которая выходит за указатели пределов рабочей зоны напряжения (выше 420 В или ниже 320 В).
Расшифровкой причины отключения установки при снижении сопротивления изоляции системы "Кабель - погружной электродвигатель" служит показание прибора (М) контроля изоляции, которое должно быть менее 120 кОм.
В устройстве ШГС5805 предусмотрена наружная световая сигнализация аварийного отключения. Осуществляется она лампой Н5, которая горит мигающим светом при аварийном отключении установки защитой.
Наружное освещение устройства осуществляется лампой Н5, которая горит ровным светом при открытии двери устройства.
Деблокирование срабатывания защиты от перегрузки в зоне рабочего напряжения, защиты от недогрузки, защиты от недопустимого снижения или превышения давления в нефтепроводе осуществляется установкой переключателя S6 в положение "Откл." и последующим нажатием кнопки S4.
Деблокирование защиты от турбинного вращения электродвигателя осуществляется установкой переключателя на ПМВЭ блока управления в отключенное положение.
Общий вид, габаритные и установочные размеры приведены на рис. 2.
Общий вид, габаритные, установочные размеры и масса комплектного устройства типа ШГС5805-49А3У1:
З - заземление;
I - разметка отверстий для крепления на месте монтажа
Масса - не более 300 кг
В комплект поставки входят: комплектное устройство типа ШГС5805-49А3У1, блок управления к нему, запасные аппараты, конструкторская документация (на партию от 1 до 10 устройств), паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации (на партию от 1 до 5 устройств)
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
