Электрооборудование насосных установок | Электрооборудование торфопредприятий

Страница 33 из 41

Глава 11
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК

§ 11-1. Общие сведения

Насосные установки торфопредприятий используются как осушительные, противопожарные, поселковые. Поэтому электрооборудование их и степень автоматизации неодинаковы и имеют свои особенности. На крупных торфопредприятиях насосные установки полностью автоматизированы. Пуск и остановка насосных агрегатов осуществляются автоматически с диспетчерского пункта. Используются устройства телесигнализации и телеуправления.
На насосных станциях устанавливаются центробежные насосы среднего или низкого давления. Режим работы насосов продолжительный; производительность их обычно не регулируется. Пусковые условия легкие, так как пуск производится при закрытой задвижке в напорном трубопроводе или с открытой задвижкой при небольшом противодавлении.
Для привода насосов применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором с непосредственным включением в сеть. Для приводов мощностью свыше 100 кВт экономически целесообразно применять синхронные электродвигатели. Их установка позволяет получить более высокую и постоянную производительность, улучшить коэффициент мощности, снизить расход и стоимость электроэнергии. Синхронные электродвигатели по сравнению с асинхронными менее чувствительны к колебаниям напряжения и, следовательно, более устойчивы в работе.

§ 11-2. Электрооборудование и автоматизация насосных установок

Основными потребителями электроэнергии на насосных станциях являются электроприводы основных и вспомогательных насосов, электрифицированные задвижки, освещение и электрический обогрев.
Питание этих электроприемников осуществляется от отдельных подстанций напряжением 10/0, 4/0, 23 кВ. В настоящее время для этой цели широко используются комплектные трансформаторные подстанции.

На рис. 11-1 приведена принципиальная схема электрооборудования типовой насосной станции противопожарного водоснабжения. На станции установлено два асинхронных короткозамкнутых электродвигателя: главного насоса мощностью 75 кВт и вакуум-насоса мощностью 6 кВт.

Питание электроприемников насосной станции производится от комплектной понизительной подстанции типа. КТП-100 с трансформатором мощностью 100 кВА и напряжением 10/0,4/0,23 кВ. Нейтраль трансформатора имеет глухое заземление, что позволяет иметь два напряжения: 380 В — для силовых электроприемников и 220 В — для освещения.
В цепи 10 кВ силового трансформатора установлены разъединитель, разрядник и предохранитель. На стороне 0,4/0,23 кВ — автоматический воздушный выключатель с тремя максимальными расцепителями.
В цепи электродвигателей в качестве коммутационных и защитных аппаратов установлены автоматические воздушные выключатели, осуществляющие защиту от коротких замыканий, перегрузок и понижения напряжения. Для автоматического управления электродвигателями предусмотрены контакторы.
По степени автоматизации управление насосными установками подразделяется на ручное, частично автоматическое и автоматическое. При автоматическом управлении все механизмы работают без дежурного персонала.   Подача командных сигналов на включение и отключение подается с диспетчерского поста управления. Передачи сигналов на большие расстояния осуществляются по системе телеуправления.

Рис. 11-1. Принципиальная схема насосной станции.

Для автоматизации работы насосных установок применяются различные устройства, к которым относятся управляемые задвижки и вентили, поплавковые и электродные датчики уровня жидкости, реле давления, манометры, контрольно-измерительные приборы.

Рис. 11-2. Схема управления электрозадвижкой.

Наиболее просто вопросы автоматизации насосных установок решаются при использовании управляемых задвижек, которые обычно имеют электрический привод. Основными элементами электропривода задвижки являются асинхронный короткозамкнутый электродвигатель мощностью от 0,6 до 7 кВт, червячный редуктор и коробка с конечными выключателями.

На рис. 11-2 приведена схема привода задвижки с асинхронным короткозамкнутым электродвигателем. Для дистанционного управления электродвигателем служит реверсивный магнитный пускатель 0—3 («открытие» — «закрытие»). Для пуска электродвигателя на «открытие» нажимают кнопку О. Контактор О срабатывает, включается электродвигатель, и задвижка начинает открываться. В крайнем ее положении конечный выключатель открытия КВ О разрывает цепь катушки контактора О, и электродвигатель останавливается. Одновременно вторая пара контактов КВО замкнет цепь лампы ЛО, сигнализирующей об окончании открытия задвижки. Аналогично работает электропривод на «закрытие» при нажатии кнопки 3.

Закрытие задвижки должно быть полным, так как в противном случае неизбежна утечка воды. Для исключения этого в цепь контактора 3 включен конечный выключатель КВМ муфты предельного момента. Муфта представляет собой механическое устройство, срабатывающее при больших крутящих моментах и приводящее в действие конечный выключатель. Если в процессе закрытия задвижки момент нагрузки на валу электродвигателя резко возрастает, муфта срабатывает и выключатель КВМ отключает электродвигатель. Вторая пара контактов КВМ замыкает цепь сигнальной лампы ЛМ.

После срабатывания муфты контакты выключателя КВМ возвращаются в исходное положение. Схема в этом случае может работать только на «открытие». Повторное включение электродвигателя на «закрытие» снова приведет к срабатыванию муфты предельного момента.
Схема дистанционного управления задвижкой может быть, встроена в систему автоматизированного управления насосным агрегатом. В этом случае включение задвижки на «открытие» и «закрытие» осуществляется контактами реле пуска и останова насоса, которые включаются в цепь катушки контакторов О и З.
В некоторых схемах управления электроприводом задвижки вместо муфты предельного момента и конечных выключателей предусматривают максимальные токовые реле, которые включаются в цепь статора электродвигателя.
При автоматизации насосных установок используют стандартные станции управления и блоки автоматики, на которых смонтированы пусковые и защитные устройства. Станции выпускаются для управления электродвигателями напряжением до 1000 В и выше на различные мощности.
Электрическая схема одной из таких типовых станций (ПЭХ-5003-33А2) приведена на рис. 11-3. Станция предназначена для управления насосным агрегатом без управляемой задвижки с электродвигателем мощностью до 55 кВт. Схема станции предусматривает ручное (местное), автоматическое и дистанционное управление насосом.

При ручном управлении универсальный переключатель режимов УП устанавливается в положение Р. В этом случае пуск и останов электродвигателя осуществляются дистанционно с помощью кнопок П и С, путем воздействия на линейный контактор Л, установленный в цепи статора электродвигателя.
Для автоматического управления от датчиков или телеуправления с диспетчерского пункта переключатель УП ставят в положение А. Импульсы на включение и отключение насоса подаются в катушки реле телеуправления РКВ («включить») и РКО («отключить») .
Последовательность работы схемы следующая. При подаче импульса на включение срабатывает реле РКВ и своим замыкающим контактом включает реле пуска агрегата РП.  

Рис. 11-3. Схема автоматической насосной станции.

Это реле одним своим контактом самоблокируется, а другим включает реле управления контактором РПЛ. Последнее также самоблокируется и вторым контактом замыкает цепь катушки линейного контактоpa Л. Электродвигатель насоса пускается в ход. Реле РКВ, рассчитанное  на кратковременную работу, отключается размыкающим блок-контактом Л.

При подаче импульса на отключение сработает реле останова РКО, которое разомкнет цепь катушки реле РПЛ, а оно в свою очередь отключит контактор Л.
Уровень воды в скважине контролируется электродным сигнализатором 1СВ, контакт которого включен в цепь реле РКВ. Если уровень воды мал, контакт разомкнут и реле не включится. Сигнализатор 2СВ контролирует исправность трубопровода. Его контакт установлен на высоте 5—10 см над уровнем пола павильона скважины. Если контакт 2СВ будет залит водой, он замкнет цепь, аварийного реле РА, которое размыкающим контактом отключит реле РПЛ и остановит агрегат, а размыкающим контактом подаст сигнал на диспетчерский пункт. Сигнализатор 3СВ, контакт которого включен в цепь реле РП, контролирует подачу воды к подшипникам трансмиссионного вала. При отсутствии воды в трубопроводе, подающем воду к подшипникам, контакт 3СВ разомкнут и насос не будет включен.
Давление воды в напорном трубопроводе контролируется контактным манометром КМ, размыкающий контакт которого включен, в цепь реле контроля работы агрегата РВ. Если при пуске насос развивает нормальное давление в трубопроводе, КМ разомкнут и. не дает включиться реле РВ, которое срабатывает с выдержкой времени. Если же нужного давления не создается, КМ остается замкнутым, РВ срабатывает и замыкающим контактом включает реле- аварии РА, после чего агрегат останавливается. Одновременно подается сигнал на диспетчерский пункт.
Схема предусматривает устройство охранной сигнализации. Дверной контакт ДК при открытой двери павильона станции замыкается, что приводит к срабатыванию с выдержкой времени реле сигнала РПС. Замыкающий контакт этого реле, включенный в цепь собственной катушки, разорвет ее цепь, и реле вновь отключится также с выдержкой времени, так как параллельно катушке подключен конденсатор К. Контакт РПС, включенный в цеиь телеуправления, вызовет при этом мигание сигнальной лампы на диспетчерском пункте. Так как подобные схемы работают на постоянном токе, в цепи катушки РПС и конденсатора К включен полупроводниковый вентиль.
На станции управления установлен счетчик электроэнергии, параллельная катушка которого включена на напряжение сети, а последовательная в цепь фазы статора через трансформатор тока.
В системах осушения и водоснабжения торфопредприятий широко используются погружение насосы с электродвигателями специальной конструкции. Подобные агрегаты предназначены для артезианских скважин. На рис. 11-4 приведена схема установки насосов ЭЦВН, выпускаемых в настоящее время. Весь агрегат подвешен в скважине на водопроводной трубе. Насос и электродвигатель должны быть полностью погружены в воду.

Погружные насосы могут подавать воду или непосредственно в систему водоснабжения, или в сборный резервуар (водонапорную башню). 

Рис. 11-4. Схема установки погружного электронасоса:
1 — электродвигатель; 2 — сетки; 3 — насос; 4 — кабель; 5 — обсадная колонка; 6 — муфта; 7 — колено с фланцем; 8 — станция управления; 9 — манометр; 10 — задвижка.

В последнем случае для автоматизации работы насоса применяют поплавковые датчики уровня или электродные реле уровня.
Поплавковые датчики уровня имеют различные конструкции и используются в сочетании с электрическими выключателями, которыми могут быть конечные выключатели, микропереключатели,
ртутные контакты. Датчики применяются также для контроля и автоматизации заливки насосов.
Электродные реле уровня являются более совершенными по сравнению с поплавковыми датчиками. На рис. 11-5 показана схема реле, работающего в системе водопонижения. В резервуар на различном уровне опущены стальные или латунные стержни-электроды. Они включены в электрическую цепь промежуточного реле РП, получающего питание от понижающего трансформатора ТП с вторичным напряжением 36 В.

Пока вода не достигнет верхней отметки Нв, реле отключено и его замыкающий контакт РП1 в цепи магнитного пускателя разомкнут, насос не работает. При достижении водой уровня Нв цепь катушки реле замыкается через воду и электроды К и Э. Реле срабатывает и включает электродвигатель насоса. Замыкающий контакт РП2 при этом обеспечивает питание катушки через электроды Э и К.
При опускании уровня воды до отметки Нн, насос будет работать. Когда уровень воды станет меньше Нн, реле РП будет обесточено и насос отключится. Таким образом, автоматически обеспечивается периодичность работы откачивающего насоса в пределах заданного изменения уровня воды.

Вопросы для самопроверки
1. Дайте характеристику основного электрооборудования, устанавливаемого на насосных станциях. Поясните схему электроснабжения насосных агрегатов.
2. Приведите обоснование типов электроприводов, применяемых для насосов.

1. Поясните необходимость автоматизации насосных установок на торфопредприятиях.
2. Поясните схему управления электрифицированной задвижной (рис. 11-2).
3. Разберите электрическую схему насосной станции, приведенную на рис. 11-3, и поясните автоматический пуск и отключение насосных агрегатов при управлении с диспетчерского пункта.

• Назад
• Вперёд

Электрооборудование насосных установок

Состав и принцип работы насосной установки

Определение 1

Насосная установка – это установка, которая предназначена для нагнетания в нефтегазовые скважины различных жидкостей при цементировании, гидропескоструйной перфорации, гидравлическом разрыве, промывке песчаных пробок, кислотной обработке призабойной зоны и прочих промывочно-продавчоных работах.

Современные насосные установки могут быть смонтированы на шасси автомобилей и других транспортных средствах; оборудованы насосами высокого давления. К основным элементам насосных станций относятся:

1. Гидроемкости.
2. Трубопроводы и магистрали.
3. Пускорегулирующее оборудование (устройства электрического оборудования, задвижки, вентили и т.п.).
4. Контрольно-измерительное оборудование (электроизмерительные приборы, манометры, расходомеры)
5. Противопожарное оборудование.
6. Вспомогательное оборудование.

Замечание 1

Состав сооружений, количество и тип основного и вспомогательного оборудования насосной установки зависят от ее назначения и условий ее эксплуатации.

Принцип работы насосной установки следующий. В насос помещается рабочее колесо с лопатками. Во время вращения колеса двигателем жидкость, которая поступает к его центру из резервуара через всасывающий трубопровод, благодаря центробежной силе выбрасывается по лопаткам на периферию корпуса. В результате этого в центре рабочего колеса создается разрежение, жидкость засасывается насосом и потом опять выбрасывается лопатками колеса на периферию корпуса и подается в напорный трубопровод. В том случае, когда насос располагается на уровне жидкости, для его заливки достаточно открытия вентиля. Когда насос располагается выше уровня жидкости, то для его заливки создается разрежение внутри корпуса при помощи вакуум-насоса, в качестве которого, в большинстве случаев, используется поршневой насос.

Электрическое оборудование насосной установки.

Варианты исполнения электродвигателя

Состав и параметры электрического оборудования насосной станции зависят от ее назначения, а также условий эксплуатации. В общем случае в состав электрооборудования насосной станции могут входить:

1. Электрический двигатель.
2. Коммутационная аппаратура, которая состоит из магнитных пускателей, кнопок, сигнальных ламп, переключателей, промежуточного реле, конечных выключателей, реле напряжения, датчиков уровня жидкости.
3. Трансформатор.
4. Защитная аппаратура, которая состоит из предохранителей, автоматических выключателей, питающих кабелей.

Определение 2

Промежуточное реле – это электрическое логическое реле, которое предназначено для передачи команды из одной электрической цепи в другую, размножения команд, а также усиления сигналов команд.

Основными двигателями, использующимися в насосных установках, являются асинхронные и синхронные двигатели, которые работают от трех фаз. Данные агрегаты работают от напряжения в 220, 360, 500 вольт, 6 и 10 киловольт. В большинстве случаев напряжение о 0,5 киловольт достаточно для функционирования установок мощностью до 200 киловатт.

Электрическое оборудование насосных установок функционирует в условиях высокой влажности, поэтому вариантов исполнения электродвигателей несколько. Если установка монтируется в здании, то электродвигатель должен быть в защитном варианте. Если в помещении высокая сырость, то используются двигатели влагозащищенного варианта. Их изоляция должна выдерживать негативное воздействие влаги. Если установка устанавливается в шахту или представляет собой заглубленный объект, то электрический двигатель выполняется в защитном варианте. В данном случае вентиляция выполняется принудительно, в независимости от того имеется ли она в машинном отделении или нет. Ее уровень подачи и давление доступно для регулировки. В данном случае используются электродвигатели с возможность. регулирования частоты вращения. При помощи многоскоростных агрегатов появляется возможность плавного управления количеством оборотов двигателя, посредством отключения или включения пар полюсов.

Чтобы обеспечить мощность не более 100 киловатт применяются электрические двигатели с двумя или четырьмя скоростями. Большая мощность может достигаться при помощи механизмов высокого напряжения и с двумя скоростями. Плавное вращение лопастей достигается за счет использования специальных электромагнитных муфт, которые устанавливаются между приводом и насосом. В данном случае скольжение влияет на регулирование частоты вращения. Муфты скольжения могут быть шести размеров, а значение частоты в таком случае находится в диапазоне от одной до трех тысяч оборотов за одну минуту. Еще один метод регулировки числа оборотов — применение асинхронно-вентильного каскада. Принцип данного способа основывается на добавлении в роторную цепь дополнительной электродвижущей силы.

Насосные агрегаты | Weatherford International

Получите доступ к непревзойденным разработкам, производству и контролю качества

Являясь мировым лидером в области штанговых подъемников, Weatherford предлагает широкий ассортимент традиционных, длинноходовых, гидравлических, улучшенной геометрии и низкопрофильных возвратно-поступательных штанговых подъемников (RRL). ) единицы. В сочетании с нашим непревзойденным опытом и комплексными производственными решениями наши поверхностные насосные агрегаты обеспечивают надежную и экономичную безотказную работу любого актива RRL.

Выберите кратчайший путь к более прибыльному производству

Насосная установка Rotaflex с длинным ходом

Штанговый подъемник — бесспорный лидер эффективности, и мы можем доставить вас туда быстрее, чем когда-либо прежде. Новейшая насосная установка Rotaflex поможет вам перейти на высокопроизводительный штанговый подъем и устранить необходимость в методах промежуточного подъема в глубоких, сложных скважинах и скважинах с большим объемом. Новые функции еще больше увеличивают время безотказной работы, снижают общую стоимость владения и оптимизируют программы обслуживания.

Производить больше, тратить меньше

Насосные агрегаты максимайзера

Надежные и пользующиеся доверием во всем мире, поверхностные насосные установки Maximizer обеспечивают самую универсальную и энергоэффективную в мире подъемную силу практически для любой скважины с штанговым подъемом, включая наклонные, горизонтальные, вертикальные скважины, скважины с высокой вязкостью, тяжелую нефть и газовые скважины. Проверенные на практике конструкции Weatherford обеспечивают высочайший в отрасли уровень непрерывной, надежной и рентабельной работы в течение всего срока службы скважины.

Узнайте о линейке продуктов Maximizer здесь

Ознакомьтесь с насосными агрегатами Maximizer здесь

Ознакомьтесь с агрегатами с улучшенной геометрией Maximizer II здесь

Поддержите свои инвестиции от первого производства до последней капли

Переходные подушки для механизированной добычи

Наша переходная подушка является единственным в мире фундаментом для механизированной добычи, который обеспечивает гибкость для всех преобразований добычи с высокопроизводительной добычи на штанговую добычу на поздних стадиях. Его модульная конструкция обеспечивает гибкость для перехода на более выгодные формы подъема — даже при переходе на продукцию другого производителя или с нее.

Экономьте на будущих переходах ALS сейчас

Достигайте максимальной эффективности с большей скоростью и безопасностью

Услуги по балансировке поверхностных насосных установок

Рентабельность ваших поверхностных насосных агрегатов зависит от сбалансированности, позволяющей предотвратить дорогостоящие простои, ненужный износ и расточительный расход энергии. За один простой визит, который может занять менее часа, мы обеспечиваем точную регулировку, которая обеспечивает максимальную производительность вашего насосного агрегата.

Сбалансируйте свою насосную установку сейчас

Обеспечьте надежную работу насосной установки любой марки или модели

Услуги насосного агрегата

Жесткие рыночные условия требуют еще большего внимания к эффективному и оптимизированному производству, и мы здесь, чтобы помочь. С 1957 года мы отремонтировали, обслужили и установили сотни тысяч насосных агрегатов по всему миру.

Устранение простоев благодаря обслуживанию мирового класса

Создайте прочную основу для подъемной штанги

Свайные услуги

Наши свайные системы обеспечивают фундамент, устойчивый к циклам замерзания и оттаивания. Вместо того, чтобы полагаться на третью сторону, мы освоили настоящий комплексный процесс с использованием нашей системы забивки свай и крана грузоподъемностью от 40 до 50 тонн для обеспечения более надежной устойчивости даже там, где плотность грунта является проблемой.

Устранение затрат на сброс фундамента

Получите больше от своих двигателей с подходом обслуживания на протяжении всего срока службы

Продукты и услуги для газовых двигателей

Обеспечьте бесперебойную работу своих операций благодаря превосходному обслуживанию клиентов, которое будет продолжаться еще долгое время после первоначальной покупки. От запуска до реконструкции мы предоставляем все оборудование и поддержку, необходимые для поддержания ваших газовых двигателей в оптимальном состоянии для продуктивного срока службы ваших скважин.

Получите больше от своих газовых двигателей прямо сейчас

Обеспечьте бесперебойную работу производства

Услуги редуктора

Убедитесь, что шестерни вашего насосного оборудования точно установлены и настроены для обеспечения оптимального крутящего момента и износа. Мы предлагаем быстрое обслуживание, качественное обслуживание и оценку зубчатых колес и шестерен, даже если они больше не предлагаются первоначальным производителем, включая редукторы pre-API.

Найдите подходящий редуктор сейчас

Sanjack Group Насосная установка с электродвигателем с внешним ротором Sanjack Oilfield Equipment

Насосная установка с электродвигателем с внешним ротором представляет собой электромеханическую интегрированную башенную насосную установку, недавно разработанную нашей компанией. Вся система состоит из восьми частей: двигателя с внешним ротором, панели управления с переменной частотой, рамы установки, группы подвижных шкивов, противовеса, тормоза и устройства защиты от потери нагрузки, троса, основания и так далее. Это новый тип насосного агрегата в нефтяной промышленности. По сравнению с традиционным насосным агрегатом с шагающей балкой, он экономит зубчатый редуктор и кривошип, шатунный механизм и повышает эффективность трансмиссии. Каркас агрегата служит несущим элементом всей конструкции, источником питания насосного агрегата является синхронный двигатель переменного тока с внешним ротором и постоянными магнитами. Технология управления переменной частотой используется для управления положительным и отрицательным вращением двигателя и его скоростью. Внешний ротор, подвижный шкив, трос и противовес составляют тяговую систему. Насосная штанга перемещается вверх и вниз по гибкому тросу. Тормозное устройство, установленное снаружи внешнего ротора, может вовремя затормозить агрегат, когда двигатель остановится, для обеспечения безопасности. Поскольку зубчатый редуктор сохранен, в устройстве нет высокоскоростной вращающейся части, а механическая конструкция разумна. Чтобы уменьшить нагрузку на источник питания и увеличить движущую силу, на конце насосной штанги и конце противовеса установлен набор подвижных шкивов, чтобы сделать оборудование более энергосберегающим и эффективным. Весь блок имеет характеристики простой конструкции, небольшого объема, длинного хода, низкой частоты и удобного обслуживания.

Программа управления переменной частотой и вспомогательное устройство переключения хода могут эффективно управлять реверсивным движением двигателя и осуществлять бесступенчатую регулировку скорости двигателя. По сравнению с традиционной балочной насосной установкой, она имеет преимущества удобной настройки параметров. Программа электрического управления имеет функции защиты от перегрузки, защиты от обрыва фазы, защиты двигателя от перегрева; защита от короткого замыкания, чтобы оборудование было более интеллектуальным и безопасным. Тормоз и устройство защиты от потери нагрузки могут сыграть наибольшую роль в защите безопасности персонала и оборудования при потере нагрузки.

Одним словом, насосный агрегат с электродвигателем с внешним ротором представляет собой новый тип электромеханического интегрированного насосного агрегата с характеристиками энергосбережения, сокращения выбросов, безопасности и интеллекта.

Он хорошо продается на месторождениях Шэнли, ЧжунЮань, Ляохэ, Даган, Хуабэй и т. д.

 

 

двигатель вращается против часовой стрелки до выходного крутящего момента, чтобы помочь противовесу поднять насосную штангу; когда насосная штанга опускается, нагрузка насосной штанги меньше, чем противовес, и двигатель вращается по часовой стрелке до выходного крутящего момента, чтобы помочь насосной штанге поднять противовес. Возвратно-поступательное движение насосной штанги осуществляется за счет периодического переднего и заднего хода двигателя.

Поскольку противовес представляет собой среднее значение максимальной нагрузки и минимальной нагрузки, положительная и отрицательная работа вращения двигателя в основном равны.

Основные компоненты

Электродвигатель с постоянными магнитами с постоянным крутящим моментом

• Обычное масло
• Глубокие колодцы
• Тепловые колодцы
• Легкая, средняя и часть тяжелой нефти
• Применение в вертикальных, наклонных, наклонных и некоторых горизонтальных скважинах
• Осушение природного газа и метана угольных пластов
• Операции, требующие энергосбережения
• Операции, требующие более низкого уровня шума (всего 48 децибел,

Конструкция со сверхнизким уровнем шума подходит для тихих условий.)

• Скважины, в которых скважинное оборудование часто выходит из строя из-за трения.