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1、DB交流钻机电控系统概述交流钻机电控系统概述（ZJ50DB钻机电控系统）一、系统概述ZJ50DB钻机采用先进的ABB全数字交流变频控制技术，该钻机电控系统能够满足5000m钻井工艺要求,能够实现绞车四象限运行完美的实现绞车从0速到给定速度的无级调速，优秀的DTC（直接转矩控制）控制性能满足绞车在重载下的低速运行及零速悬停。绞车分单、双电机运行方式运行，由2台800kW交流电机驱动，最大钩载达到450T。2台泥浆泵各由1台1200kW交流电机驱动。泥浆泵闭环恒速控制可满足钻井工况对泵冲的精确要求。转盘采用独立驱动方式,由1台800kW的交流电动机驱动，具有低速运行及零速零速大扭矩停车功能,完备的
2、系统控制可防止转盘在负载扭矩突然增大时发生倒转。自动送钻由1台45kW交流变频电机驱动，实现小电机恒钻压、0-36m/h恒钻速控制。另外1台1250KVA6.3KVAC/400VAC变压器通过变压提供400VAC50Hz交流电供给MCC、自动送钻控制系统、照明供电系统。MCC系统采用西门子软启动装置驱动电机，软启动可以减少电机启动时对电网的冲击，控制为冗余软启动系统，使用单独的S7-200CPU控制可在与主CPU脱离通讯时单独控制软启系统、主CPU采用冗余PLC控制系统（冷备）。二、系统网络图系统采用西门子S7-300和S7-200PLC实现网络冷备份，。VFD房中的PC柜内的两台冷备S7-3
3、00PLC通过MPI通讯方式与上位机连接。上位机主要用于装置参数显示、数据记录、故障报警输出等等。S7-300PLC通过PROFIBUS-DP通讯方式与绞车、转盘、泥浆泵及自动送钻变频器通讯实现远程控制。采用EM277通讯模块实现与VFD房、司钻房的S7-200PLC通讯。系统网络（D三、主要系统组成1、供电系统该电控系统为高压网电供电，采用1套箱式高压开关箱将网电与变压器房连接，并通过1台负荷开关及3台真空开关将电网与2台2500KVA6.3KVAC/600VAC变压器连接构成600VAC供电系统，为传动控制系统提供电源；此外，通过电网与1台1250KVA6.3KVAC/400VAC50Hz
4、变压器构成400VAC供电系统为钻机MCC和生活用电设施供电。电控系统亦可采用自发电方式供电，采用4台600VAC/50HZ1200KW卡特彼勒发电机组供电，通过电控系统发电机控制柜实现发电机的控制和四台发电机组的并网供电。网电供电单线图（2）2、主传动系统单线图主传动系统包括绞车、转盘、泥浆泵及自动送钻传动系统。动系统单线图（3）600VAC30,3W,50Hz传动系统单线图（4）5TONBUBDWBMP2ulx3RUBDSU：+551+SS2+SS3+PS3BUArt|u(2MP】DWAAlJxiRUADSU+PIC+PS4+AD3、系统主要组成整个电控系统由电源系统、MCC系统、传动系统
5、、PLC系统、仪表系统、防碰系统、上位计算机控制系统、司钻房控制系统、远程控制系统、接地系统组成。1）电源变压器变压器主要参数:1250KVA变压器参数2500KVA变压器参数数量1台2台型号SCLB9-1250/6.3SCLB9-2500/6.3额定高压6300V6300V额定低压380V600V额定频率50Hz50Hz额定电流114.6/1899A229.1/2406A额定功率1250KVA2500KVA100KDynll DdO55 相数温升100K连接方式Dynll:高工作温度55变压器（6）2）电源柜框架断路器参数数量额定工作电压690V额定不间断电流800/2000A额定频率506
6、0Hz额定绝缘电压1000V额定冲击耐受电压12KV额定短路耐受电流能力65KA额定短路合闸能力187KA额定运行短路分断能力85KA工作温度-25c+70储存温度-40+70框架断路器（7）3) ABB传动系统整流装:参数数量型号ACS800-307-2720-7额定电压690V额定电流2278A额定功率2722KW额定频率4863Hz输入电压范围525690V(TO%+10%)额定电流2278A98%最大输出电流3906A效率工作温度0+70,无雾40+50输出电流降容使用储存温度-40+70制冷方式干燥清洁空气整流装置柜（8）4) ABB传动系统逆变装)逆变柜参数:数量2台3台型号ACS
7、800-107ACS800-107泥浆泵逆变器绞车、转盘逆变器额定电压690V690V额定输出电流1414A953A额定频率4863Hz4863Hz输入电压范围525690V(-10%+10%)525690V(-10%+10%)最大输出电流功率因数额定功率2166A0.930.951400KW1425A0.930.95900KW效率98%98%逆变器控制盘(9)5) MCC软启动装，数量：3台型号：3RW4073-6BB44电源电压：400V控制电压：230VAC(-15%+10%)额定电流：230A额定功率：75KWHIH川川川川川川软启动器(10)6)PLC控制系统PLC控制柜(11)7)
8、自动送钻系统自动送钻控制系统能够实现辅助电动机和主电机的自动送钻功能。辅助电机自动送钻控制系统采用1台ABB公司ACS800-U交流变频装置，可实现恒钻压及恒钻速自动送钻。钻压、钻速在设定范围内稳定可调,送钻平稳精确。整个传动系统主要由自动送钻变频器、自动送钻变频辅助电机及其编码器、辅助电机风机等装置组成。自动送钻系统(12)8)司钻房控制系统的电气组成司钻房是集成化控制系统，由PLC柜、左手操作箱、右手操作箱、前面板、触摸屏五部分构成，实现对整个钻机系统的操作与控制。司钻台实现的功能操作来自左右手箱操作和触摸屏，通过PLC和通讯模块间的通讯来实现输入输出操作。司钻台布置图(13)9)绞车电子
9、防碰绞车电子防碰系统由检测元件、控制系统、执行元件三部分组成。其中检测元件主要由滚筒编码器和计数器组成；控制系统和整个电控系统的PLC公用；执行元件由系统的输出模块、阀岛系统和执行器即盘刹组成。通过PLC系统根据所设定的相应参数和编码器的返回值，计算出游车当前的位置，实现绞车上行下行限位保护。10)人机界面人机界面可以高速、实时、稳定地监视整个系统的运转情况，并可以通过数据趋势图和数据记录观察分析系统各部分的工作状态,实现系统的实时报警功能。人机界面主要包括三大部分：报警、MCC监控和数据记录。其运行画面主要有九个，分别为：钻井、起下钻、电机参数、MCC参数、数据记录、故障报警、趋势图和仪表标
10、定。钻井画面(14)起下钻画面(15)电子防碰画面(16)坟车拄制W1故Qfe传动标1。j系靖兼H2tT自“金砧运行2015/4/910:51:08启动匚)系统准备C电机运行O风机运行启动O系统准备C-电机运行C1风机运行O1。润滑泵O2V弼滑泵OJM动电阻风机绞车A控制停止电机故障风机故障绞车B控制停止电机故障风机故障电机转速0N.ID电机转矩绞车B参数0|A电机电流一(T,rpm电机转速1即噂|坡丰润滑油压0|rpm返回泥浆泵操作(18)返回转盘操作(19)自动送钻操作(20):除矽蔡除封泵读注泵1灌注泵21加置泵M加重拳”如重泵2疝重泵SSKtftffl砧井到百|起不拈I热车防球电机控制MCC被眸报|也势图I应皂苫百故障报警(22)绞车A运行|装车B运行300珞垃”泥变泵运行2。泥浆泵运行白期送钻运行高速档低邃档转会运行2015/4/911:02:34|3S0003000025000200002001500010000100S000下，。00100001001500020000200250003000035000钻压0.000rpm姑井画面渗车防电取机控制故蟀报警2RMBCC11:01:442015/4/911:01:192015/4/911:02:092015/4/9300.111:00:542015/4/911:02:342015/4/9N.H转盘转炬由急面
