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WCYJW14-7-13抽油机变频控制系统故障处理

2014-12-14刘晓林廖大林

设备管理与维修 2014年7期
关键词:控制柜抽油机变频

刘晓林 廖大林

(中原油田分公司采油三厂装备科 山东聊城)

一、WCYJW14-7-13型无游梁抽油机变频控制系统常见故障(表 1)

二、故障分析及处理

1.设计不合理

(1)功率储备小。初始设计时,侧重点是节能,以该型抽油机为例,电机(稀土永磁同步电机)功率为14.5 kW,动力配备仅为原游梁式抽油机的32%(游梁式抽油机功率配备是45 kW)。变频控制系统功率与电机功率相同,这种匹配在井况正常情况下,节电效果显著,最高节电率可达65%。但是当井下工况稍有变化,如结蜡、沙卡和卡泵时,则会出现频繁停机现象,特别是作业之后,若加大泵径(如将直径由38 mm加大到44 mm)和泵掛(由1500 m加深到2000 m),运行过程中即出现超负荷现象,易频繁停机,甚至烧毁变频控制系统。解决方法是将电机和变频控制系统功率增加至22 kW。

(2)柜体结构设计不合理。如井下工况变化时,配重与悬点负荷失去平衡,负荷偏重一端在运行中会出现发电现象,为防止对供电系统造成冲击,一般设计释放电阻。现场控制柜是将释放电阻、变频器及PLC放置一室,容易造成柜内高温,导致导线软化,引起短路。正确设计是将释放电阻放置在柜内最高层,且层与层之间增加一层空格,利用空气对流,确保电阻释放的热量对控制系统不产生影响。

(3)软件开发不正确。变频控制系统的芯片包含该系统控制技术的集成,若功能设计不到位,芯片与变频控制系统不兼容、规格不匹配,均会造成启动困难和功能紊乱。将正在使用的芯片取代疑似故障芯片,若控制正常,则表明芯片存在问题。

2.制造质量差

在PLC及变频控制系统中,选用的各种电气元件同样遵循木桶原理,即若某种电气元件出现短板现象或制造质量差,则运行中容易出现故障和早期损坏。如某一处焊点虚焊,某一处插座接触不良均会发生故障。又如承担电机换向的行程开关,虽然结构简单、价格便宜,但劣质行程开关质次价廉,投入使用后极易出故障,使用寿命短,直接影响变频控制系统运行。

表1 常见故障及处理方法

3.环境恶劣

抽油机变频控制系统是在野外,四季变更以及潮气、雷电等环境侵蚀,均会导致产品使用效果变差。如在使用过程中忘记关闭控制柜门,一旦雨天控制柜进水,很快会使控制系统失效。

4.技术及售后服务人员技术不熟悉

这种因素也会在变频控制系统发生,小故障时,由于乱拆乱卸使产品早期损坏。

5.维护保养不当

(1)静态管理缺失。对变频控制系统未制定或未按维护保养规程定期维护。如控制柜内排风扇和柜体之间有一滤网,当滤网堵塞时,即可造成控制柜内排气不畅,使柜内温度升高,达到一定温度时,会使控制柜内出现导线、电气元件绝缘损坏,发生短路或断路。

(2)动态管理缺失。有时井下工况发生变化(如加大抽油泵泵径、加深泵挂深度),则必须采取相应配套技术措施,方能继续运行。如根据需要进行调平衡,否则极易出现停机现象。

(3)保护装置缺失。变频控制系统具有超载、欠载、短路和断路等一系列保护功能。如电机内嵌有温度传感器,当电机超负荷运行时,电机内温度会随之升高,当温度达到设定温度时,变频控制系统即可自动动作,切断电流供给,起到保护电机作用,但是如果温度传感器未连接,该功能即丧失,有可能会烧毁电机。还有若整机未安装避雷装置,接地线未接地或接地不良,均可能造成变频控制系统遭雷击而损坏。

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