變頻系統操作及維護手冊

11-LN平臺

潛油電泵限制系統

使

用

說

明

書

中海油能源發(fā)展股份有限公司采油技術服務分公司

2008年12月

目錄

§1系統概述錯誤!未指定書簽。

§2安裝及接線錯誤!未指定書簽。

§2.1變頻器、中心限制柜的安裝及接線錯誤!未指定書簽。

§3準備錯誤!未指定書簽。

§3.1通電前的檢查錯誤!未指定書簽。

§3.2試運行錯誤!未指定書簽。

§3.3系統運行的操作準備錯誤!未指定書簽。

§3.4潛油電泵限制系統的啟動步驟錯誤!未指定書簽。

§4系統操作錯誤!未指定書簽。

§4.1中心限制柜操作錯誤!未指定書簽。

§4.2系統操作介紹錯誤!未指定書簽。

系統操作主畫面錯誤!未指定書簽。

平臺電泵數據總覽錯誤!未指定書簽。

參數設置錯誤!未指定書簽。

選井啟動錯誤!未指定書簽。

§4.2.5歷史曲線錯誤!未指定書簽。

§4.2.6故障查詢錯誤!未指定書簽。

§4.2.7退出系統錯誤!未指定書簽。

§5常見故障分析錯誤!未指定書簽。

§6附錄錯誤!未指定書簽。

警告

合格操作員為了理解本手冊和本手冊中的警示標記并能嫻熟駕馭變

頻系統中全部設備的相關操作，合格操作員必需經過變頻

系統技術操作培訓并取得合格資格。

危八險當違反本手冊中的操作規(guī)定或不按平安規(guī)程操作，必會造

/\嚴峻人身損害或設備重大損壞。

警△告當違反本手冊中的操作規(guī)定或不按平安規(guī)程規(guī)定操作，可

育L

/\成嚴峻人身損害或設備重大損壞。

當A心當違反本手冊中的某些操作規(guī)定或不按平安規(guī)程規(guī)定操

/\會造成確定的人身損害或設備部分損壞。

注△意有關重要信息應引起高度重視。

A

未經許可不得復制、修改本說明書，因系統改進及規(guī)格變更，公司不

另行通知。本說明書盡力詳述有關內容，本說明書中沒有特殊敘述的

內容即可說明為不行運用。

§1系統概述

適應范圍本系統依據銘牌上規(guī)定的電壓范圍、功率范圍、機組數量等，

工作在輸入電網頻率為50的三相溝通電網上；實現多臺變頻運

行、運行和報警狀態(tài)顯示、歷史數據查詢、故障查詢等功能。

系統組成系統包括如下幾個部分：

＞7套變頻器（含正弦波濾波器）

＞7臺變頻升壓變壓器

＞2臺有源電力濾波器

＞1臺中心限制柜

系統原理在海上平臺接受低壓變頻然后升壓的方式來滿足石油平

臺上的中壓電機的要求。考慮到潛油電機的電壓范圍很寬，運

用了具有三組抽頭的變頻升壓變壓器。運用時依據潛油泵的電

壓大小選擇合適的抽頭。

對于變頻系統，平臺電源（380V）接到變頻器作為輸入電源,

變頻器的輸出接輸出濾波器，形成正弦波后由變頻升壓變壓器

升壓，變頻升壓變壓器的輸出干脆及電機的電纜相接。

變頻器輸出是調制的方波，在拖動海上石油平臺上的電機時

會有很多不利的狀況，其中之一是在電機側簡潔出現高次諧波,

為了避開這些不利現象的發(fā)生，在變頻器的輸出側運用了正弦

波濾波器。通過正弦波濾波器后，方波信號會變成很好的正弦

波形，可以解決上述問題。

系統功能

＞變頻參數設置

＞實時數據監(jiān)測

＞多種愛惜及報警

＞歷史數據和故障查詢

A單臺電泵變頻運行

＞單臺調產或測井

§2安裝及接線

§2.1變頻器、中心限制柜的安裝及接線

安裝中心限制柜、變頻器并排安放在一起，統一安裝在平臺電泵

限制室，底部及平臺鐵板固定，防止平臺在海上晃動時導致

傾倒發(fā)生緊急（中心限制柜、變頻器的外形及安裝圖分別見

附圖2、附圖3）o考慮到以后的維護便利，中心限制柜兩側

和后側應當留有550的寬度，便于設備維護和安裝。

2.1.1變頻器接線

主電路接線端子

輸入端子：UllV12W13（接平臺380V電源）

輸出端子：U21V22V33（接變頻升壓變壓器輸入）

通訊接線

在本系統中，變頻器及中心限制柜S7300之間是接受協議通

訊。完全滿足傳動工藝的要求，運用協議，可以實現上位機

及變頻器之間的參數讀出，參數寫入，和變頻器的啟停限制。

中心限制柜及中控室接受總線通訊。

§3準備

變頻系統運行前或設備第一次開機或設備停運較長時間后開

機運行，都要例行下列程序，首先將設備和系統準備好

§3.1通電前的檢查

檢查變壓器、變頻器等設備主線路接線正確及否，螺絲是否

均已擰緊，接地是否良好，限制線路是否無誤；這一工作是對

上一步驟的確認。

§3.2試運行

?單機通電試運行：

對變頻器（包括濾波器）、中心限制柜均要進行單機通電試驗，

確保每臺設備處于完好狀態(tài)，只有順當通過這一步驟，才能進

入下一程序。

?聯機啟動試運行：

變頻升壓變壓器等是從動供電，因此必需在聯機啟動時才能運

行，其主電路工作流程見下圖：

380V-變頻器及冊1—?變頻變壓器1—?井組1

危

險注：在做上述項目測試時，其檢測設備要符合每一級相關電

A壓，否則會有緊急。

§3.3系統運行的操作準備

變頻啟動潛油泵

1.檢查并確認變頻器的參數設置；

2.檢查并確認中心限制柜的參數設置；

3.3.2變頻器操作

變頻器為高壓帶電體，工作時請不要隨意打開柜門。如檢修必需打

開，請先把主開關斷掉，再過五分鐘以上，直到面板無顯示方可開

門，才能進行檢查和修理。但電子元件不行用手觸摸，否則靜電簡

潔損壞電子元件。另外，柜內主接線請勿隨意改動。

?啟動前的檢查

檢查變頻器進出線接線正確后，再合上變頻器左下角的進線主開

關，這時門上顯示面板自檢（數字變更），最終顯示主菜單。

?變頻柜的限制方式

變頻器由7—300限制，運用協議，變頻器的啟動、停止、電機愛

惜參數寫入、參數的讀出均由上位機程序限制。

?變頻器的參數設置

1、參數復位到出廠設置

2、依據變頻參數表設置變頻器參數

?故障報警

變頻器有故障時，通過現場總線傳到上位機進行顯示，同時變頻器

就會自動停機而且在上位機上顯示故障緣由,另外還可通過上位機

的故障記錄功能查詢最近1000次的故障記錄。

?故障復位

故障解除后，可在上位機上按下復位鍵，變頻器即可投入正常工作,

假如按復位健不起作用，可斷開變頻器電源，三分鐘以后再上電,

即可正常工作。

§3.4潛油電泵限制系統的啟動步驟

A.在系統首次運行和更換電泵后，須要有操作權限的技術人員進

行變頻參數設置。須要設置的參數包括：過載設置、欠載設置、

過載時間、欠載時間等。

B.在上位機選擇相應的運行井號，只有滿足啟動條件時才能選擇

進行啟動，否則按鈕為灰色，禁止操作。

C.系統滿足啟動條件時才能按啟動按鈕。

D.在運行過程中，如出現報警，則顯示報警提示，出現報警提示

后，確認后才可消退報警提示。如不能消退，則說明報警照舊

存在。

E.在運行過程中，依據須要可按“停止”按鈕來停止變頻器。

F.運行完畢，返回主畫面。

§4系統操作

§4.1中心限制柜操作

首先合上中心限制柜內的空氣開關（原理圖的），面板電源指示

燈亮，此時中心限制柜內的設備全部帶電，監(jiān)控計算機啟動運行。

§4.2系統操作介紹

中心限制柜工業(yè)計算機是集系統軟件和用戶軟件為一體的人機操作

界面（），操作人員只要在屏幕上點擊相應的按鈕即可進行相應的操

作，特殊直觀明白。

該系統在操作主界面上有七個主要操作功能。

§系統操作主畫面

系統上電后自動運行顯示該畫面，在該畫面的左邊有：數據總覽、選并啟

動、參數設置、歷史曲線、故障查詢、系統封面和退出系統共七個主要操

作功能按鈕，只要在屏幕上點相應的按鈕即可進行相關操作。

§平臺電泵數據總覽

在系統主畫面上按“數據總覽”按鈕后，即進入平臺電泵數據

總覽畫面，如下圖所示:

在平臺電泵數據總覽中顯示了全部電泵的主要運行數據：電機

電壓、電機電流、變頻頻率等以及運行狀態(tài)和故障指示。圖中數據

為藍色字體時說明限制當前電泵在線（即變頻器在工作并且在網絡

中工作正常），相反，若沒有數據顯示則表明相應的變頻器斷電，不

在網絡中工作即離線。網絡有識別站點上線、離線的實力，并且整

個網絡通訊不受其影響。當從站（即變頻器）上線或離線時，S7300

通過硬件診斷識別出來，再通過相應程序的處理使S7300不會進入

模式，保持接著運行。

“運行電壓”是指從變頻變壓器輸出到電機的電源電壓；運行

電流是電機的實際運行電流；“變頻頻率”是變頻器的運行頻率，

假如變頻器未運行則數據為零；“運行狀態(tài)”指示燈呈現綠色表明電

泵處于變頻運行狀態(tài)，“停機狀態(tài)”為紅色時表明處于停機狀態(tài)；假

如電泵或者變頻器運行出現故障，則“故障指示”燈呈現紅色閃爍

狀態(tài)。選擇井號按鈕，可以進入相應井電泵運行監(jiān)控畫面，進行啟

停限制和數據查詢等操作。

注：“在線”表示變頻器在工作并且在網絡中工作正常，運行狀

態(tài)良好；“離線”表示變頻器短暫不在網絡中運行，說明變頻器斷電

或其總線適配器損壞。

§參數設置

在“主菜單”畫面上按“參數設置”按鈕后，即進入參數設置畫面。

“參數設置”是受密碼愛惜的，防止無關人員隨意操作;

通過選擇不同的井號按鈕設置不同井的電0

機愛惜參數?！皡得Q”列顯示了所要設置

的愛惜參數，這些數據干脆從中心限制柜的中讀取，點擊“修改設置”

數據右側的按鈕輸入要修改的新的設定值。輸入完畢按“修改生

效”和“確定”按鈕，使得新的設定值寫入到中，這時“當前設置”和“修

改設置”數據保持一樣，說明修改成功，相反，假如按“修改生效”和“確

定”按鈕后，“當前設置”和“修改設置”數據保持不一樣，則說明修改

未成功，可以重新再試一遍，假如仍未成功須要及系統供應商聯系。在選

擇“井號”時有可能按鈕是灰色的，無法操作，這說明相應的變頻器不在

線即相應的變頻器可能斷電。

在輸入參數時，只須要用點“修改設置”

列右邊的按鈕，則會彈出一個模擬鍵盤（如右圖），供用戶進行數

據輸入。模擬鍵盤上“"用于清除輸入的全部字符，便于重新輸入。假

如不輸入任何數據按“取消”鍵即可，假如輸入完畢請按“輸入”鍵。

“檔位設置”是指當前變壓器所設置的檔位電壓值；

“過載設置”是指當運行電流大于此數值時，系統認為發(fā)生過載；

“欠載設置”是指當運行電流小于此數值時，系統認為發(fā)生欠載；

“過壓設置”是指當運行電壓大于此數值時，系統認為發(fā)生過壓；

“欠壓設置”是指當運行電壓小于此數值時，系統認為發(fā)生欠壓；

“過載延時設置”是指允許發(fā)生過載的時間，超出此時間限制柜跳閘;

“欠載延時設置”是指允許發(fā)生欠載的時間，超出此時間限制柜跳閘;

“過壓延時設置”是指允許發(fā)生過壓的時間，超出此時間限制柜跳閘;

“欠壓延時設置”是指允許發(fā)生欠壓的時間，超出此時間限制柜跳閘;

“短路設置”是指運行電流大于此設定值時，系統認為發(fā)生短路，變

頻器立刻跳閘，不做任何延時;

注：“過載設置”是潛油電機額定電流的L2倍，“欠載設置”為穩(wěn)定

運行電流的0?8倍，但必需大于電機的空載電流?！斑^壓設置”和“欠壓

設置”分別為運行電壓的1.2倍和0.8倍?！半娏鞑黄胶庠O置”一般接受

閱歷值20%即可，“短路設置”一般為額定電流4~7倍，須要依據實際狀

況適當調整。

由于電機愛惜參數的設置干脆影響到電機的正常運行，所以電機愛惜

參數的設置確定要謹慎。

§選并啟動

在系統主畫面上按“選井啟動”按鈕后，即進入“選井啟動”畫面。

在進行電泵啟動之前須要首先設置電泵運行參數；確定已設置好電機

參數后，通過選擇相應的井號按鈕，進入相應井的啟動畫面（亦即單井運

行監(jiān)控畫面）。在該畫面上顯示了平臺全部電潛泵井的井號按鈕，按鈕字

體的顏色代表當前變頻器是否在線，字體呈現灰色表明不在線（即離線）,

紅色表明在線。

選擇井號按鈕進入單井的變頻啟動畫面如下圖所示：

在畫面左側區(qū)域顯示了當前電控柜的各種開關狀態(tài)，在變頻主

回路上、下兩個開關分別代表變頻電源開關和變頻接通顯示。當各

個開關為綠色方塊時代表開關合上，相反表明斷開。主回路下面紅

黃圓圈代表潛油電機，紅黃顏色交替時表明電機在運行。在“運行

狀態(tài)”欄有3個模擬指示燈，綠色“運行”燈亮，說明電機在運行,

“停機”燈為紅色時，表明停機狀態(tài)，假如電機出現故障，則“故

障”燈呈現紅色同時閃爍。電機故障包括：短路、過載、欠載、過

壓、欠壓等。

在“實測顯示”區(qū)域顯示了當前電機的全部實時運行數據，包

括電機電壓（單位：V）、電流（單位：A）等。

在“遠程限制”欄可以實現在上位機對電泵的遠程啟動、停止

操作。啟動電泵只有在電泵處于停機的狀態(tài)下并且輸入啟動頻率

（＞=30）,“啟動”按鈕可以操作；相反，假如條件不滿足，則“啟

動”按鈕為灰色，不能進行操作，防止誤操作的發(fā)生。

檢查變頻參數設置，系統滿足啟動條件后，即可啟動變頻器（可

由上圖中的各個頻率值按鈕來輸入頻率，并可通過右邊的微調按鈕

對輸入頻率進行微調）。

§歷史曲線

通過主畫面的“歷史曲線”按鈕可以查看隨意電泵的歷史運行記

錄，包括運行電壓、運行電流等數據。上位機中記錄了平臺全部電泵

的歷史運行記錄，數據記錄的時間間隔正常狀況下為每分鐘記錄一

次，在歷史數據庫中進行歸檔，用于日后查詢；在數據突變并導致跳

閘的狀況下，數據記錄的時間間隔為500,記錄時間為跳閘的前10分

鐘，用于對故障進行數據分析。歷史曲線畫面如下圖：

歷史數據庫中歸檔存儲了約一年的電泵運行數據，可以通過不同

功能按鈕察看相應的歷史數據，這些功能按鈕有10分鐘、1小時、8

小時、1天、1周、1月、1年等，分別用于察看數據庫相應的的歷史

數據。

打印：通過彩色打印機可打印整個屏幕畫面，不同的曲線通過不

同的顏色和線型進行區(qū)分。

§故障查詢

在主畫面中選擇“故障查詢”，進入故障查詢畫面，如下圖:

歷史故障跳閘記錄

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在上位機的歷史故障數據庫中記錄了全部電泵總共1000次的跳閘

記錄，用于對歷史故障進行統計和分析。歷史故障記錄的內容有跳閘

的日期、時間、跳閘緣由以及跳閘時刻的電機電壓、電機電流、運行

頻率等。歷史故障數據庫具有自動刷新的功能。

注：在歷史故障記錄畫面中紅色字體黑色背景代表故障的到達即

發(fā)生，藍色字體白色背景代表故障的離開即消逝。

§退出系統

點擊主菜單中的“退出系統”，即可退出監(jiān)控