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1、书 山 有 路 1 电控系统简介电控系统简介 ZJ50 70 D 钻机电传动系统为由交流控制装置 GEN 柜 直流控制装置 SCR 柜 司钻控制台 PLC 系统 交流电动机控制中心 MCC 及电磁刹车控制器等主要部分组成 电传动系统分布图如图 1 1 所示 图 1 1 ZJ50 70 D 钻机电传动系统分布图 上述装置中 司钻控制台放置在钻台上 其余设备都放置在电控房内 交流控制装置共有 3 个 或 4 个 GEN 柜 分别对柴油发电机进行控制 并进行上线 并网 发电 在其负荷允 许的范围内 保证输出 600V 50Hz 的交流电压 各发电机可按工况需要 全部或任意两台以上上线运行 时 负荷都
2、能均衡分配 负荷转移平稳 能承受钻机的负荷特性和直流电动机启动时的冲击 直流控制装置共有 3 个 或 4 个以上 SCR 整流柜 分别将 600V 交流电压整流成 0 750V 连续可调的 直流电压 并通过各柜中的直流接触器切换 以一拖二的驱动方式分别驱动泥浆泵 MP 绞车 DW 转盘 RT 和顶驱 TD 绞车和转盘电动机具有正反转功能 转盘扭矩限制可在 0 100 范围内任意调节 绞车 和泥浆泵均由两台电动机驱动 运行时负荷均衡 转速同步 司钻控制台通过高性能的 PLC 控制 供司钻在钻井作业中进行各项操作 同时对控制系统的主要设备 运行状态进行监控 书 山 有 路 2 交流电动机控制中心的
3、主要功能是对井场的钻台 泥浆泵房 泥浆循环罐区 油罐区 压气机房和水 罐区等区域的交流电动机进行控制 并给井场提供照明电源 交流电动机控制中心的电源来自一台变比为 600V 400V 的干式变压器 若井场需要设置辅助发电机组 可在 MCC 柜配置辅助发电机组投入 380V 母线 的接口 电磁刹车装置给绞车在下钻作业中提供电磁制动力矩 电控系统安装在一个具有撬座的房子内 系统与各外部设备的电缆电传动系统的动力配置 输出特性 控制操作和保护功能均能满足 5000m 7000m 石油钻机的工作参数 性能和钻机工艺的要求 系统采用防爆 防震 防潮和防火等措施 符合安全要求 电控系统安装在一个具有撬座的
4、房子内 系统与各外部设备的电缆连接在房子的一端及侧面 预留有 连接插座 电控房具有良好的保温和防渗漏性能 外蒙皮选用钢板焊接制成 外表喷漆 内蒙皮采用拉铆结构 内外蒙皮之间充填发泡保温材料 外接引线插座板有防雨淋结构 房内配有双制空调 温度可控 具有防 火 防潮 密封和隔热等适合于在沙漠环境中工作的功能 并配备有温度报警 应急照明等装置 MCC 柜 采用插拔式抽屉结构 以便维修更换 司钻控制台为内压防爆式 并有减压装置 电控房整体防喷淋 仪 表和信号灯都带有玻璃罩 发电机故障发电机故障 故障及可能原因 1 发电机无输出电压或输出电压小于 150V 1 1 柴油机转速太低 1 2 发电机剩磁电压
5、不足 1 3 发电机转子整流器中二极管短路 1 4 励磁机熔断器熔断或励磁机电源出现故障 2 发电机电压达到 150V 200V 但不能上升到 600V 2 1 励磁机印刷电路板有故障 2 2 交流组件有缺陷 措 施 1 1 在启动时如果发电机母线上没有电压 可将转速升到 运行 状态 1 2 在励磁机 端和励磁机 端 发电机端子板 PC11 01 和 PC11 10 之间检测剩磁电压 在启 动期间至少为 1VDC 满速时检测发电机的剩磁电压 应为 15 20VAC 如果以上两项都不存在 表明发电 机剩磁不足 给励磁机充磁 1 3 在发电机转子中检查整流二极管 1 4 检修励磁机熔断器或励磁机电
6、源 书 山 有 路 3 2 1 更换印刷电路板 2 2 更换交流组件 柴油机故障柴油机故障 故障及可能原因 1 1 柴油机不能启动 1 1 1 1 柴油机超速杆未复位 1 21 2 调速执行器无电压信号 可能是从组件到执行器的导线断开 短路或者接地 1 31 3 交流组件未给执行器提供控制电流 1 41 4 若使用柴油机脉冲传感器而无信号 2 2 柴油机在运行中的问题 2 1 2 1 在一个稳定转速附近振荡 2 22 2 柴油机转速无规律变化 2 32 3 发电机输出电压达不到 50Hz 可能是从变压器来的交流电压未输至交流组件 2 42 4 柴油机转速不能调节 2 52 5 柴油机转速和功率
7、均衡不正常 2 62 6 发生逆功率 欠频 超频或无脉冲故障时 发电机断路器不能自动跳闸 措 施 1 11 1 使超速杆复位 1 21 2 检测调速器 端 TB11 1 和 端 TB11 2 之间的电阻 阻值应为 30 36 1 31 3 测量交流组件到执行器去的电流值 当柴油机空载运行速度时应为 30 60mA 如果无电流或电流太小 更换交流组件 1 41 4 柴油机在曲轴速度时 脉冲传感器电路的电压不小于 2V AC 2 1 2 1 冷启动时柴油机可能有短时振动 为正常现象 如果连续振动 表明交流组件有故障 要更换备件 2 2 2 2 检查控制电路接线是否时通时断 若交流组件有故障 需要换
8、备件 2 3 2 3 寻找从 T10 到交流组件间的故障点 并排除掉 若使用 EG B 3P 执行器时 应保证速度调节旋钮设 置在最大位置 2 42 4 调速电位器有故障 修理或更换 2 52 5 交流组件有故障 检查执行器电源 2 62 6 交流组件有故障 更换备件 或断路器欠压脱扣装置有问题 寻找故障并修理或更换 交流控制组件故障交流控制组件故障 故障及可能原因 1 1 电源变压器发电机电压过高 2 2 直流电源 书 山 有 路 4 2 1KVAR 表和 KW 表指针在零点附近摆动 2 2 发电机电压已达 600VAC 但直流电源仍不正常 3 3 发电机电压给定发电机电压不能调节 4 4
9、柴油机给定柴油机转速偏低或由于欠频而使断路器跳闸 5 5 断路器跳闸断路器跳闸 6 6 调速器输出柴油机只有在手控制时才运转 7 7 励磁机的 SCR 控制脉冲 8 8 励磁电流反馈 发电机电压失调 9 9 交流电流反馈 在上线发电机与主母线之间负荷不平衡 1010 主从电路 在柴油机之间有较严重的有功功率不平衡现象 这可能是由于执行器调节电流不正常所致 有 少量机组引起负荷不平衡的原因是 KW 表有故障 组件有故障 执行器坏或柴油机有故障 措 施 1 1 检查 512 517 端的对地电压是否正常 上述各点的电压均为 115VAC 任何一点的电压不正常都会引起 发电机电压过高 检查熔断器 F
10、33 F34 F35 并将已熔的更换 如果故障仍然存在 更换交流组件 2 12 1 在下列 AC 组件端子上测量电压 端子 电压 501 OVAC 该点接地 502 16 0 15 VDC503 16 0 15 VDC546 11 0 15 VDC 无论发电机电压是否超过 250VAC 都应当是这些数值 故障原因是 501 端同地之间连接有松动 2 22 2 发电机电压 600VAC 时 测量 AC 组件下列端子的电压 端子 电压 502 16 0 15 VDC503 16 0 15 VDC507 160 20 VDC508 160 20 VDC如果上述电 压不正常 查找故障 修理或更换组件
11、3 3 AC 组件 551 端电压偏低引起该故障 确认电压节旋钮设置在一半的位置 测量 551 端的电压 当发电机 输出 600VAC 时 该电压约为 6VDC 发电机速度给定的调节范围为 0 11VDC 若 551 端电压不正常 查找原因并更换 4 4 AC 组件上的 547 端没有信号将引起该故障 将速度给定设定到 50Hz 并测量 547 端的电压 应为 6VDC 发电机速度给定的调节范围为 0 11VDC 若 547 端电压不正常 查找原因并维修或更换 5 5 测量 528 和 529 端 欠压脱扣 的电压 该电压应为零 如果电压为 24VDC 表明 AC 组件中的脱扣继电器 未吸合
12、使断路器跳闸 6 6 柴油机空载运行时 测量 533 端和 545 端的电流 读数应为 30 60mA 如果柴油机满载运行时 读数应 为 180 200mA 检查调节器断开时两输出导线之间的电阻 如果执行器电阻为 30 36 更换 AC 组件 7 7 用示波器检查 AC 组件上的 504 端和 505 端之间的触发脉冲的状态 如果触发脉冲不正常 更换 AC 组件 8 8 用示波器检查 AC 组件上的 556 端和地之间的电压波形 并同完好的发电机电压波形相比较 9 9 用示波器检查 AC 组件下列端子之间的电压 519 520 521 522 523 524 被测电压在空载时应为零 满载时应为
13、 2 4VDC 如果上述端子间的电压不正常 需查找故障并修理或更换 1010 启动一台柴油发电机组 并使其运行到正常温度 将发电机的频率调到 50Hz 断开发电机断路器 然 书 山 有 路 5 后在 533 端和 545 端用万用表测量执行器电流 电流量程应设置在 100MA 其值一定在 30 60mA 之间 否则 调节设备 将全部机组都完成此项工作 确信各机组的最大电流与最小电流之间的差值在 10mA 以内 所有执行器的电流必须在 30 60mA 之间 SCRSCR 单元故障单元故障 故障现象及可能原因 1 SCR 断路器跳闸 1 1 紧急停车 所有断路器跳闸 1 2 SC 熔断器故障 1
14、3 过流跳闸 1 4 SCR 过热 2 SCR 桥失效 2 1 零位联锁 2 2 速度给定信号未送到组件上 2 3 使能电路有故障 2 4 直流组件有故障 3 电动机转速不能调节 3 1 组件上接收不到反馈信号 3 2 直流调节器有故障 4 绞车和泥浆泵功率不足 只有一台电动机工作 5 电动机发热并伴有噪音 声音近似轴承坏了 SCR 误触发或不触发 应采取的措施 1 1 司钻可能压下司钻台上的紧急停车按钮 若要恢复工作 闭合断路器 1 2 如果 SCR 故障 有的熔断器也烧断 检查熔断器上的指示器 检查烧断熔断器的相应 SCR 元件 更换 被烧熔断器和损坏的 SCR 元件 1 3 闭合断路器
15、恢复工作 1 4 温控开关在 SCR 结温下降到 88 C 以下时复位 闭合断路器 重新工作 要保 i SCR 风机正常运行 否则检查有关熔断器和风机电动机复位按钮 2 1 检查直流组件上的零位联锁指示灯 灯发光时表明已经发生零位联锁 若要恢复工作 在指配以前将 给定手轮回到零位 2 2 在直流组件上检查来自司控台的速度给定信号 2 3 在组件上检查有关使能电路的信号 应为 14V 若无此信号 在相应的使能电路中查找之 2 4 检查 SCR 触发脉冲 若没有此脉冲 应检查组件电源 如果电源正常 则更换组件 3 1 检查 Vbr 101 端 和 Vbr 102 端 信号以及 SCR 电流信号 1
16、31 端 3 2 更换组件 书 山 有 路 6 4 用钳形表分别检测各电动机的电流 如果其中一个电动机的电流较小 表明该电动机不工作 5 检查电流反馈波形 直流组件故障排除指南直流组件故障排除指南 故障 迹象 1 交流电源电压 1 1 1 只以上 SCR 元件不触发 2 直流电源电压 2 1 直流电压不正常 3 整流桥电压反馈信号 VbR 和 VbR 3 1 系统运行不正常 4 电流反馈信号 1FDBCx 4 1 电动机超匆超扭矩 SCR 熔断器可能熔断 5 手轮给定 5 1 手轮给定不正常 6 绞车 6 1 绞车脚踏给定信号有故障 6 2 绞车接触器无信号 6 3 绞车速度给定信号不存在 7 司钻控制台 7 1 接触器信号不正常 7 2 司钻台上的手轮给定非常灵敏 7 3 泥浆泵不工作 7 4 MPl 给定手轮信号不存在 7 5 MP2 给定手轮信号不存在 8 一个以上 SCR 元件不触发 8 1 六相电压中的一相以上波形不正常 9 直流功率限制 9 1 直流功率限制失效 10 转盘 10 1 转盘电流限制信号丢失 10 2 转盘使能信号丢失 10 3 转盘手轮给定信号丢失 书 山
