RU29411U1 - Шкаф для станции управления погружными электронасосами - Google Patents

Abstract

1. Шкаф для станции управления электронасосами, представляющий собой корпус в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, содержащий переднюю панель для размещения средств управления и индикации, расположенную в верхней части корпуса, малую дверь, открывающую доступ к передней панели, а также расположенную на задней стенке секцию ввода кабелей с кабельными люками, отличающийся тем, что он содержит воздуховод, расположенный между боковыми стенками шкафа, в которых выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, и радиатор для размещения силовой аппаратуры, встроенный в воздуховод поверхностью, рассеивающей тепло.2. Шкаф по п.1, отличающийся тем, что он снабжен отсеком для размещения блока вентиляции, расположенным на задней стенке корпуса напротив поверхности радиатора, рассеивающей тепло, и сообщающимся с воздуховодом через отверстие, выполненное в стенке корпуса.3. Шкаф по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что кабельные люки выполнены на нижней стенке секции ввода кабелей.4. Шкаф по любому из пп.2 и 3, отличающийся тем, что наружное отверстие отсека для размещения блока вентиляции и отверстия воздуховода, предназначенные для прохода воздуха, снабжены защитными сетками.5. Шкаф по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен отсеком ввода нулевого провода, размещенным на задней стенке шкафа ниже секции ввода кабелей.6. Шкаф по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он снабжен отсеком для подключения внешних датчиков и средств телемеханики, размещенным на задней стенке шкафа ниже секции ввода кабелей.7. Шкаф по любому из пп.5 и 6, отличающийся тем, что отсек выполнен, например, в виде

Description

-IIIIT П1.И1 .,, - ШКАФ ДЛЯ СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЖНЫМИ ЭЛЕКТРОНАСОСАМИ

Полезная модель относится к несущим конструктивным устройствам станций управления погружными электронасосами нефтяных скважин, предназначенных для наружной установки.

Известен шкаф станции управления погружными электронасосами (выпускаемой Харьковским электромеханическим заводом), содержащий высоковольтный отсек, дверь которого снабжена механической блокировкой, переднюю панель органов управления и индикации, расположенную на основной двери шкафа, которая снабжена замками и имеет герметичное уплотнение; малую дверь, открывающую доступ к передней панели оргадЕОв управления и индика1щи, снабженную замками и герметичным Зшлотнением; нижняя стенка шкафа снабжена кабельными люками 1.

Шкаф станции управления имеет следующие недостатки:

-он выполнен односекционным, содержащим в одной полости как силовую аппаратуру, работающую с высокими напряжениями и токами, так и блок управления;

- отсутствует возможность обеспечения требуемого температурного режима работы элементов силовой аппаратуры.

DЖH02B1/00

H02B 1/56

Наиболее близким техническим решением является шкаф станции управления погружными электронасосами, корпус которого выполнен в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, содержащего верхний, меньший отсек для размещения устройства управления и передней панели органов управления и индикятши и нижний, больший силовой отсек для размещения силовой аппаратуры; малую дверь, открывшощую доступ к передней панели органов управления и индикации, снабженную замками и герметичным з шотнением; на задней стенке корпуса установлена секция ввода кабелей, передняя панель которой выполнена открывающейся, а нижняя имеет кабельные люки. 2.

Шкаф станции управления погружными электронасосами имеет следуюпще недостатки:

-конструкция шкафа не обеспе авает интенсивный отвод тепла при нагреве внутреннего объема в результате работы силовой аппаратуры во время эксплуатации станции;

-подключение к входам устройства измерения сопротивления изоляции, средств телемеханики и внешних датчиков осуществляется внутри шкафа станции.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, выражается в расширении фз йсциональных возможностей

шкафа станции управления и улучшении его эксплуатационных характеристик.

Сущность полезной модели состоит в том, что шкаф станции управления электронасосом, представляюнда собой корпус в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, содержащш нередшою панель для размещения средств з правления и индикации, расположенную в верхней части корпуса, малую дверь, открывающую доступ к передней панели, а также расположенную на задней стенке секцию ввода кабелей, с кабельными люками, содержит воздуховод, расположенный между боковыми стенками шкафа, в которых выполнены отверстия для прохода охлаждаюшего воздуха, и радиатор для размещения силовой аппаратуры, встроенный в воздуховод поверхностью, рассеивающей тепло.

В предпочтительных вариантах реализации полезной модели шкаф станции управления электронасосом снабжен отсеком для размешения блока вентиляции, расположенным на задней стенке корпуса напротив поверхности радиатора, рассеиваюшей тепло, и сообщающимся с воздуховодом через отверстие, вьшолненное в стенке корпуса; отсеком для подключения внешних датчиков и средств телемеханики, размешенным на задней стенке шкафа ниже секции ввода кабелей; отсеком ввода нулевого провода, размещенным на задней стенке шкафа ниже секции ввода кабелей;

отсеком для размещения силового дросселя, расположенным в основании шкафа и закрытым спереди и сзади крышками с перфорацией;

на нижней стенке секции ввода кабелей выполнены кабельные люки;

наружное отверстие отсека для размещения блока вентиляции и отверстия воздуховода, предназначенные для прохода воздуха, снабжены защитными сетками;

отсеки для подключения внешних датчиков и средств телемеханики и ввода нулевого провода выполнены в виде параллелепипедов, на нижней стенке которых находятся кабельные люки, задние стенки совпадают с задними стенками корпуса, а передние - выполнены открывающимися;

корпус разделен на два отсека; отсек управления, расположенный в верхней части корпуса, и силовой отсек, размещенный в нижней части корпуса, снабженный большой дверью; причем передняя панель для размещения средств управления и индикации и малая дверь установлены в отсеке управления.

Расширение функциональных возможностей шкафа достигается за счет обеспечения требуемого температурного режима внутреннего объема при работе элементов силовой аппаратуры за счет использования воздуховода, а также радиатора для размещения силовой аппаратуры, встроенного в воздуховод поверхностью, рассеивающей тепло.

Вынесение всех элементов подключения станции управления на заднюю стенку корпуса шкафа позволяет облегчить монтажные работы по

с /луW

подключению к станции кабелей, так как обеспечивается полная доступность кабельных люков, что улучшает его эксплуатационные характеристики.

На Фиг.1 приведена фронтальная проекция шкафа. На Фиг.2 приведена профильная проекция шкафа. На Фиг.З приведен вид шкафа сзади.

На Фиг.4 приведен вид сзади шкафа управления со снятыми дверьми секции ввода кабелей, отсека ввода нулевого провода, отсека подключения системы телемеханики и внешних датчиков.

На Фиг.З приведен фронтальный вид шкафа станции управления погружными электронасосами со снятыми дверьми отсека управления и силового отсека.

Нример конкретного применения шкафа для станции управления погружными электронасосами.

Заявляемый шкаф для станции управления погружными электронасосами представляет собой (см. Фиг.1, 2) металлический корпус 1, являюшийся несушей конструкцией, который выполнен в виде вертикально ориентированного прямо тольного параллелепипеда, разделенного на два отсека, смонтированного на основании 2, содержашем отсек с силовым дросселем 3, закрытый спереди и сзади крышками 4 с перфорацией 5. Шкаф содержит также основную дверь 6 силового отсека, открываюшую доступ к силовому оборудованию станции; дверь 7, открываюшую доступ в

отсек управления станции; секцию 8 ввода кабелей, корпус которой выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, установленного на верхней части задней стенки корпуса 1, и имеющего дверь 9 (см. Фиг. 3). Нижняя стенка секции 8 ввода кабелей имеет кабельные люют для ввода кабелей питающей сети и нагрузки. На задней стенке корпуса 1 (см. Фиг. 2, 3, 4) размещены также: отсек 10 ввода нулевого провода, предназначенный для подключения нулевого провода к входу устройства контроля сопротивления изоляции, присоединенному к опорному изолятору 11; отсек 12 подключения внепших датчиков и средств телемеханики с клеммной колодкой 13; отсек 14 для размещения блока вентиляции, содержащий два вентилятора, например, типа ВК11-1,6-2-1; зажимы 15 для крепления силовых кабелей и элементы 16 заземления. Отсеки 10, 12 выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов, имеют передние стенки в виде герметичных дверок 17, 18, снабженных замками 19, и нижние стенки с кабельными люками для ввода кабелей. Каждая из дверей 6, 7 и 9 (см. Фиг. 1-3) имеет по два замка 19 и снабжена герметичным уплотнением.

В отсеке управления (см. Фиг. 5) размещаются: устройство управления, представляющее собой цифровой контроллер 20, и передняя панель 21 органов управления и индикации, выполненная в виде дверки, при открывании которой обеспечивается доступ к электромонтажу и разъемам контроллера 20. Панель контроллера 20 с жидкокристаллическим дисплеем 22 и пленочной клавиатурой 23 размещена на передней панели 21 органов

управление и индикации, на которой также закреплен и корпус контроллера 20. На передней панели 21 органов управления и индикации установлены: вводной автоматический выключатель 24, автоматический выключатель 25 напряжения системы управления и розетка 26. На задней стенке отсека управления закреплен блок коммутации и питания.

В силовом отсеке (см. Фиг. 5) размещена система терморегулирования, содержащая: радиатор 28, два вентилятора 29, например, типа 1,25ЭВ-2,8-6, нагревательные элементы 30. Радиатор 28 встроен в воздуховод поверхностью, на которой выполнены ребра, т.е. указанная поверхность находится внутри воздуховода и обдувается потоком воздуха, нагнетаемым блоком вентиляции 14. Воздуховод выполнен между боковыми стенками корпуса 1. Стенка воздуховода, противоположная радиатору, совпадает с задней стенкой корпуса 1. Воздуховод сообщается с блоком вентиляции 14 через отверстие, выполненное в задней стенке корпуса 1 и представляющее собой вход воздуховода, а выходы воздуховода выполнены на боковых стенках шкафа 1 и закрыты защитной сеткой 31 (см. Фиг. 2). Система терморегулирования, в состав которой входят также датчики температуры, управляется контроллером 20. На плоской поверхности радиатора 28 размещена силовая аппаратура, в состав которой входят: управляемый выпрямитель, содержащий плату 32 управления выпрямителем, плату 33 зарядно-разрядных цепей и зттравляемые вентили 34; инвертор напряжения, содержащий драйверы 35, управляемые контроллером 20, и IGBT - модули

.

36. Один из датчиков температуры, например, типа НП305.38.460.220, установлен на плоской поверхности радиатора, рядом с IGBT - модулями, а другой, например, типа ТМР36 GT, - внутри корпуса контроллера. В состав силовой аппаратуры входит также фильтр, содержащий конденсаторы 37 (см. Фиг.5), размещенные сверху и снизу воздуховода и обдуваемые при работе станции вентиляторами 29, и дроссель 3. На верхней стенке воздуховода на высоковольтном изоляторе 38 закреплена плата 39 устройства контроля сопротивления изолящш. На нижней стенке силового отсека установлен концевой выключатель 40 электрической блокировки двери 6. Дверь 9 секции ввода кабелей (см. Фиг. 3, 4) открывает доступ к клеммам 41 подключения и планкам 42 с элементами крепления кабелей питающей сети и нагрузки. Секция 8 ввода кабелей соединена с отсеком управления, а через него - с силовым отсеком, переходным отверстием.

Сборку станции осуществляют следующим образом. После предварительной сборки функционально законченные узлы и стандартные комплектующие изделия монтируют в отсеках корпуса 1. Контроллер 20 вставляют в установочное отверстие на передней панели 21 и крешгг его винтами. В левой верхней части отсека управления устанавливают

6Г //

Кронштейны с закрепленными на них элементами: вводным автоматом 24, автоматическим выключателем 25 и розеткой 26. На задней стенке отсека управления на стойках закрепляют блок 27 коммутации и питания. В силовом отсеке устанавливают радиатор 28 , на котором монтируют: нагреватели 30, над ними - драйверы 35; управляемые вентили 34, над ними - плату управления выпрямителем 32 и плату зарядно-разрядных цепей 33; IGBT - модули 36. На задней стенке силового отсека монтируют кронштейны с конденсаторами 37, а на верхней и нижней стенках воздуховода монтируют вентиляторы 29. На верхней стенке воздуховода монтируют высоковольтный изолятор 38 и закрепляют на нем плату 39 устройства контроля сопротивления изоляции системы «вторичные обмотки трансформатора - кабель - обмотки двигателя. К нижней стенке силового отсека крепят выключатель 40 концевой электрической блокировки двери. На задней стенке секции 8 ввода кабелей на изоляторах устанавливают клеммы 41 для подключения кабелей питаюшей сети и нагрузки. На задней стенке корпуса 1 станции управления в отсеке 12 подключения внешних датчиков и средств телемеханики устанавливают клеммнз о колодку 13 для подключения системы телемеханики и внешних датчиков. В отсеке 10 ввода нулевого провода устанавливают опорный высоковольтный изолятор 11. На нижней части задней стенки корпуса 1 устанавливают две скобы 15 с элементами крепления кабелей. В отсеке, выполненном в основании шкафа, на кронштейнах устанавливают силовой дроссель 3.

-f

fft

Монтаж станции управления осуществляют в два этапа.

На первом этапе производят внутренний монтаж станции в производственных условиях завода-изготовителя. Связанные жгуты прокладывают по станции, затем проводят распайку и подключение проводов. На втором этапе производят подключение станции непосредственно на месторождении нефти к внешнему источнику питания и к электроприводу погружного насоса. Подключение производят через секцию 8 ввода кабелей. Кабели вводят в кабельные люки, закрепляют на планках 42, фиксируют и зажимают. Нулевой провод (нейтраль) вторичной обмотки повышающего трансформатора электропривода погружного насоса подключают кабелем через кабельный люк в отсеке 10 ввода нулевого

провода к клемме, установленной на изоляторе 11. Средства телемеханики и внешние датчики подключают к клеммной колодке 13, размещенной в отсеке 12 подключения внешних датчиков и средств телемеханики.

Станция управления погружными электронасосами работает следующим образом. На станцию подается напряжение трехфазной сети. Включаются автоматические выключатели 24 и 25, подающие напряжение питания на силовую аппаратуру и на контроллер 20. Датчик температуры системы терморегулирования, находящийся внутри контроллера, измеряет температуру внутри контроллера, сравнивает ее с уставкой и, если она ниже, включает нагреватель внутри контроллера. При достижении требуемой

температуры внутри контроллера он включается. Контроллер 20 опрашивает в реальном маспггабе времени датчик температуры, находящийся в силовом отсеке. В том случае, если температура в силовом отсеке ниже уставки, система терморегулирования вьфабатывает управляющие сигналы, поступающие на входы нагревательного элемента 30, а если выще - на входы вентиляторов 29 и блока вентиляции 14, которые устанавливают требуемый температурный режим, после чего разрешается работа силовой аппаратуры, т. е. подается напряжение на погружной электронасос. Алгоритм функционирования станции и системы терморегулирования определяется контроллером 20, в который вводятся требуемые уставки и режимы с клавиатуры 23, при этом температурный режим в процессе работы внутри отсеков силового и управления поддерживается контроллером 20 автоматически.

При необходимости проведения ремонтных работ вышедший из строя узел демонтируют, и ремонт производят в производственных условиях. Демонтаж станции осуществляется в обратной последовательности.

Заявляемое техническое решение шкафа для станции управления электронасосами может изготавливаться в условиях серийного производства с использованием станд тного оборудования, как традиционных, так и современных материалов и технологий.

Размещение в корпусе шкафа воздуховода и радиатора повышает теплоотдачу и обеспечивает требуемый температурный режим элементов силовой аппщ атуры.

Вынесение всех элементов подключения на заднюю стенку корпуса шкафа обеспечивает функциональное разделение шкафа на зоны обслуживания, позволяет облегчить монтажные работы по подключению к станции кабелей. Кроме того, техническое обслуживание системы телемеханики и внешних датчиков может проводрпъся без отключения станции управления и прекращения добычи нефти.

Использованная литература:

1.Устройства комплектные серии ШГС 5805 Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИНБЮ.674791.001 ТО, 1985.

2.Описание полезной модели №22964, кл. Е 21В 43/00, Н 05 К 5/00.

12

Claims (9)

1. Шкаф для станции управления электронасосами, представляющий собой корпус в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, содержащий переднюю панель для размещения средств управления и индикации, расположенную в верхней части корпуса, малую дверь, открывающую доступ к передней панели, а также расположенную на задней стенке секцию ввода кабелей с кабельными люками, отличающийся тем, что он содержит воздуховод, расположенный между боковыми стенками шкафа, в которых выполнены отверстия для прохода охлаждающего воздуха, и радиатор для размещения силовой аппаратуры, встроенный в воздуховод поверхностью, рассеивающей тепло.

2. Шкаф по п.1, отличающийся тем, что он снабжен отсеком для размещения блока вентиляции, расположенным на задней стенке корпуса напротив поверхности радиатора, рассеивающей тепло, и сообщающимся с воздуховодом через отверстие, выполненное в стенке корпуса.

3. Шкаф по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что кабельные люки выполнены на нижней стенке секции ввода кабелей.

4. Шкаф по любому из пп.2 и 3, отличающийся тем, что наружное отверстие отсека для размещения блока вентиляции и отверстия воздуховода, предназначенные для прохода воздуха, снабжены защитными сетками.

5. Шкаф по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен отсеком ввода нулевого провода, размещенным на задней стенке шкафа ниже секции ввода кабелей.

6. Шкаф по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он снабжен отсеком для подключения внешних датчиков и средств телемеханики, размещенным на задней стенке шкафа ниже секции ввода кабелей.

7. Шкаф по любому из пп.5 и 6, отличающийся тем, что отсек выполнен, например, в виде параллелепипеда, на нижней стенке которого находится кабельный люк, задняя стенка совпадает с задней стенкой корпуса, а передняя выполнена открывающейся и снабжена замком.

8. Шкаф по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он содержит в основании шкафа отсек для размещения силового дросселя, закрытый спереди и сзади крышками с перфорацией.

9. Шкаф но любому из пп.1-8, отличающийся тем, что корпус разделен на два отсека: отсек управления, расположенный в верхней части корпуса, и силовой отсек, размещенный в нижней части корпуса, снабженный большой дверью; причем передняя панель для размещения средств управления и индикации и малая дверь установлены в отсеке управления.