СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЖНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемое к защите изделие по функциональному назначению относится к комплектным устройствам управления электродвигателями погружных насосов. Станция управления с частотным регулированием предназначена для управления и контроля параметров и защиты погружных электродвигателей с возможностью плавного разгона, торможения и регулирования их частоты вращения.
Наиболее близким аналогом по функциональному назначению является «Станция управления насосной установки» (патент РФ на полезную модель №46617, 2005 г.), представляющая собой шкаф управления, защиты и сигнализации, содержащий: управляющее устройство: панель органов управления и индикации; силовую аппаратуру, содержащую, в том числе: преобразователь частоты; монтажную панель; систему вентиляции, включающую: вентиляторы, вентиляционное отверстие в поперечной перегородке верхней части корпуса; систему защиты и сигнализации открытия дверей.
К недостаткам ближайшего аналога относятся: отсутствие системы обогрева станции, что уменьшает надежность станции при эксплуатации в условиях низких температур, либо требует применения специальной элементной базы. Вентиляционное отверстие в поперечной перегородке не имеет заслонку, в результате чего при низких температурах теплый воздух станции свободно выходит наружу. Мощные преобразователи частоты обладают большой массой и габаритами. Поэтому, установка и крепление их внутри станции, ввиду ограниченного пространства, приведет к увеличению габаритов и удорожанию стоимости станции. Отсутствуют защитные ограждения, необходимые для предохранения выступающих частей от повреждений.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, выражается в увеличении надежности работы станции управления в условиях низких температур, увеличении эффективности системы вентиляции, удобстве обслуживания, транспортировки и сборки.
Указанный технический результат достигается тем, что в станцию управления, содержащую: управляющее устройство; панель органов управления и индикации: силовую аппаратуру, в том числе преобразователь частоты; монтажную панель; систему вентиляции, включающую: электрический вентилятор, вентиляционное отверстие в поперечной перегородке верхней части корпуса; систему защиты и сигнализации открытия дверей дополнительно установлена система обогрева, преобразователь частоты установлен на откидывающейся панели, которая выполнена с возможностью опускания и поднимания за счет установки внутри корпуса подъемного устройства. На поперечной перегородке установлена задвижка вентиляции с электроприводом. Кроме того, по одному из вариантов силовой отсек установлен на откидывающейся панели, по другому - на корпусе станции. На корпус станции установлены защитные ограждения.
На фиг.1 изображен чертеж первого варианта станции управления погружным электродвигателем с силовым отсеком, размещенным на корпусе: вид спереди и вид сзади. На фиг.2 изображен чертеж первого варианта станции управления погружным электродвигателем с силовым отсеком, размещенным на корпусе: вид справа с раскрытой откидывающейся панелью. На фиг.3 изображен чертеж второго варианта станции управления погружным электродвигателем с силовым отсеком, размещенным на откидывающейся панели: вид спереди и вид сзади. На фиг.4 изображен чертеж второго варианта станции управления погружным электродвигателем с силовым отсеком, размещенным на откидывающейся панели: вид справа с раскрытой откидывающейся панелью.
Заявляемая в качестве полезной модели, станция управления погружным электродвигателем, изображенная на фиг.1, 2 содержит: металлический корпус 1 с строповочными петлями 2, с ограждениями 3, 4, с передней дверью 5, с двумя замками 6, с основанием 7, содержащий: подъемное устройство 8, силовую аппаратуру, включающую: выключатель 9, шесть трансформаторов тока 10, контактор 11, дроссель 12, преобразователь частоты 13 в защитном металлическом корпусе с вентиляционными отверстиями.
Внутри корпуса установлена монтажная панель 14, на которой установлены: блок зажимов, два трансформатора, блок защиты (не показаны), блок согласования телеметрии 15, устройство управления 16, динрейка 17. На динрейке 17 установлены (не показаны): пять выключателей, блок питания задвижки вентилятора, измеритель-регулятор температуры, магнитный пускатель (контактор), три реле.
Станция управления оснащена системой вентиляции, содержащей: установленные в коробе 18 нагнетающий электрический вентилятор 19 и воздушные фильтры 20, а также задвижку вентиляции 21 с электроприводом, вентиляционные отверстия 22, выполненные на стенках корпуса. Станция также оснащена системой обогрева, содержащей: электрический нагреватель 23, задвижку вентиляции 21.
Передняя дверь 5 снабжена двумя замками 6 и откидывающейся дверцей 24 с замком 6, открывающей доступ к отсеку оператора, включающего панель органов управления и индикации 25, представляющую собой терминальное устройство. На корпусе станции над отсеком оператора расположены четыре элемента индикации 26, отображающие режимы работы станции (работа/ожидание/стоп/подогрев).
Двери и дверцы станции снабжены: системой защиты и сигнализации открытия дверей включающей: микровыключатель 27, фонарь 28, замки 6, а также ограничителем-кронштейном (не показано), предназначенным для фиксации дверей в открытом положении.
На задней стенке корпуса расположена откидывающаяся панель 29 с защитным ограждением 30, с внутренней стороны которой установлен преобразователь частоты 13. Для опускания и поднимания панели преобразователя частоты в корпусе установлено подъемное устройство 8, выполненное в виде лебедки, ось 31 которого через боковую стенку станции выведена наружу, и снаружи закрывается крышкой (не показана). Если необходимо опустить или поднять панель преобразователя частоты, то на ось 31 устанавливается поворотная ручка (не показана).
На задней стенке корпуса установлены: силовой отсек 32, с открывающейся дверью с двумя замками 6, предназначенный для подключения питания станции и подключения погружных электродвигателей, содержащий: текстолитовую панель с клеммниками 33, две защитные панели 34, скобы 35, для фиксации проводов, и два отсека подключения внешних устройств с дверцами с замками 6, один из которых, отсек подключения 36, предназначен для подключения внешних устройств, например, датчиков, содержащий блок зажимов 37, а другой, отсек подключения 38, предназначен для подключения повышающего трансформатора погружного электродвигателя, содержащий блок защиты станции от перегрузки (не показан).
В верхней части корпуса выполнена поперечная перегородка 39 с вентиляционным отверстием, которое закрывается задвижкой вентиляции 21 с электроприводом, путем перемещения электроприводом задвижки в горизонтальном направлении. За счет выполнения в верхней части корпуса поперечной перегородки 39, имеющей скосы по краям образуется отсек, предназначенный для вывода горячего воздуха из станции и отвода влаги.
Для обеспечения работы станции при различных температурах предусмотрены система вентиляции и система обогрева. Измеритель-регулятор температуры, установленный на динрейку 17. получает данные с датчиков температуры, установленных внутри станции. При повышении температуры внутри станции измеритель-регулятор температуры включает нагнетающий электрический вентилятор 19, размещенный в коробе 18, и установленный в нижней части корпуса, и открывает задвижку вентиляции 21. На передней и боковых стенках корпуса расположены вентиляционные отверстия 22, выполненные в виде прорезей с козырьками. Через нижние вентиляционные отверстия 22 и установленные перед электрическим вентилятором воздушные фильтры 20, электрический вентилятор 19 всасывает воздух, находящийся снаружи станции и нагнетает его внутрь. Далее горячий воздух поднимается в верхнюю часть корпуса, и через вентиляционное отверстие в поперечной перегородке 39, продвигаясь по отсеку, выбрасывается через верхние вентиляционные отверстия 22. При понижении температуры внутри станции измеритель-регулятор температуры отключает электрический вентилятор 19, и включает электрический нагреватель 23, установленный в корпусе под преобразователем частоты 13, при этом задвижка вентиляции 21 закрывает вентиляционное отверстие поперечной перегородки 39, и происходит циркуляция горячего воздуха внутри станции.
Для сглаживания скачков напряжения в корпусе с левой стороны установлен фильтр 40, вход которого через шины связан с выходом преобразователя частоты 13, а выход через клеммники 33 силового отсека 32 к погружному электродвигателю.
При открывании двери 5, двери силового отсека 32 и дверец отсеков подключения внешних устройств 36, 38, срабатывает система защиты и сигнализации открытия дверей: микровыключатель 27 размыкает цепь и контактор отключается, в результате чего прекращается подача напряжения и происходит отключение питания станции. В станции реализована возможность посредством
подключения дополнительного оборудования к контроллеру дистанционно управлять работой и получать данные о состоянии и параметрах станции (в т.ч. информацию о состоянии закрытия открытия двери) и электродвигателя.
В верхней части корпуса, в углах, имеются четыре симметрично расположенные металлические строповочные петли 2, предназначенные для транспортировки и установки станции. На задней поверхности корпуса выполнены защитные ограждения 3, 4, 30, представляющие собой выступающие трубные П-образные конструкции с элементами жесткости. Высота их выступания не менее высоты выступающих частей задней стенки, а именно силового отсека 32 и отсеков подключения 36.
Станция по второму варианту характеризуется аналогичными первому варианту составом и основными конструктивными решениями.
Станция управления погружным электродвигателем, изображенная на фиг.3, 4 содержит: металлический корпус 1 с строповочными петлями 2, с ограждениями 3. 4, с передней дверью 5, с двумя замками 6, с основанием 7, содержащий: подъемное устройство 8, силовую аппаратуру, включающую: выключатель 9, шесть трансформаторов тока 10, контактор 11, дроссель 12, преобразователь частоты 13 в защитном металлическом корпусе с вентиляционными отверстиями.
Внутри корпуса установлена монтажная панель 14, на которой установлены: блок зажимов, два трансформатора, блок защиты (не показаны), блок согласования телеметрии 15, устройство управления 16, динрейка 17. На динрейке 17 установлены (не показаны): пять выключателей, блок питания задвижки вентилятора, измеритель-регулятор температуры, магнитный пускатель (контактор), три реле.
Станция управления оснащена системой вентиляции, содержащей: установленные в коробе 18 нагнетающий электрический вентилятор 19 и воздушные фильтры 20, а также задвижку вентиляции 21 с электроприводом, вентиляционные отверстия 22. выполненные на стенках корпуса. Станция также оснащена системой обогрева, содержащей: электрический нагреватель 23, задвижку вентиляции 21.
Передняя дверь 5 снабжена двумя замками 6 и откидывающейся дверцей 24 с замком 6, открывающей доступ к отсеку оператора, включающего панель органов управления и индикации 25. На корпусе станции над отсеком оператора расположены четыре элемента индикации 26.
Двери и дверцы станции снабжены: системой защиты и сигнализации открытия дверей включающей: микровыключатель 27, фонарь 28, замки 6, а также ограничителем - кронштейном.
На задней стенке корпуса расположена откидывающаяся панель 29 с защитным ограждением 30, с внутренней стороны которой установлен преобразователь частоты 13. Для опускания и поднимания панели преобразователя частоты в корпусе установлено подъемное устройство 8, выполненное в виде лебедки, ось 31 которого, через боковую стенку станции выведена наружу и снаружи закрывается крышкой (не показана). Если необходимо опустить или поднять панель преобразователя частоты, то на ось 31 устанавливается поворотная ручка (не показана). В отличие от первого варианта силовой отсек 32 установлен снаружи откидывающейся панели, поэтому защитное ограждение 30, расположенное на откидывающейся панели дополнительно выполняет функцию упора. Силовой отсек 32 снабжен открывающейся дверью с двумя замками 6 и содержит: текстолитовую панель с клеммниками 33, две защитные панели 34, скобы 35 для фиксации проводов. Также на задней стенке станции установлены два отсека подключения внешних устройств с дверцами с замками 6, один из которых, отсек подключения 36 содержит блок зажимов 37, а другой - отсек подключения 38 содержит блок защиты станции от перегрузки (не показан).
В верхней части корпуса выполнена поперечная перегородка 39 с вентиляционным отверстием, которое закрывается задвижкой вентиляции 21 с электроприводом. Для сглаживания скачков напряжения в корпусе с левой стороны установлен фильтр 40, вход которого через шины связан с выходом преобразователя частоты 13, а выход через клеммники 33 силового отсека 32 к погружному электродвигателю.
Аналогично первому варианту внутри корпуса установлены система вентиляции и система обогрева, аналогичные ранее приведенным в описании фиг.1, 2.
В верхней части корпуса, в углах, имеются четыре симметрично расположенные металлические строповочные петли 2. На задней поверхности корпуса выполнены защитные ограждения 3, 4, 37, представляющие собой выступающие трубные П-образные конструкции с элементами жесткости. Высота их выступания не менее высоты выступающих частей задней стенки, а именно силового отсека, отсеков подключения.
Сборку станции осуществляют следующим образом.
После предварительной сборки узлы и отдельные элементы монтируют в корпусе 1 станции на трубы, расположенные в средней части корпуса и объединенные в каркас. К каркасу из труб с помощью болтов крепят: кронштейн с выключателем 9, кронштейн с трансформаторами тока 10, контактор 11, дроссель 12 и монтажную панель 14. На монтажную панель с помощью винтов устанавливают: блок согласования телеметрии 15. блок управления 16, динрейку 17, два трансформатора, блок зажимов и блок защиты. На динрейке 17 закрепляют пять выключателей, измеритель-регулятор температуры, блок питания, пускатель магнитный и три реле, зафиксировав все элементы по краям держателями. В короб вентиляции 18 устанавливают два воздушных фильтра 20 и электрический вентилятор 19, который крепят к задней стенке короба винтами. Для предотвращения попадания внутрь пыли короб закрывают крышкой. Под вентиляционным отверстием в поперечной перегородке 39 устанавливается на болты задвижка вентиляции 21 с электроприводом. В задней части станции, через окно в корпусе, устанавливаются фильтр 40 с трансформаторами тока 10 и электрический нагреватель 23. На открытой откидывающейся панели болтами закрепляют преобразователь частоты 13. На левой стенке крепится подъемное устройство (лебедка) 8, трос (не показан) которого, через промежуточные опоры, закрепляется на откидывающейся панели 29.
В силовой отсек 32 устанавливается на болты текстолитовая панель с клеммниками 33, а так же четыре защитные панели 34, в нижней части отсека закрепляются болтами скобы 35 для фиксации проводов. В отсеке подключения 36 на скобу устанавливается блок зажимов 37, а в отсеке подключения 38 - блок защиты.
На передней двери 5 на панели управления и индикации устанавливают модуль терминального устройства. В корпусе 1 над дверью 5 выполнены четыре отверстия, в которые установлены сигнальные лампы 28, предназначенные для отображения режимов работы станции (работа/ожидание/стоп/подогрев).
В каждом отсеке устанавливают на кронштейн микровыключатель 27, и во всех отсеках, кроме отсека подключения 38, устанавливаются фонари 28 на уголках.
Монтаж станции осуществляют в два этапа. На первом этапе производят монтаж станции в производственных условиях завода-изготовителя. Связанный
жгут прокладывают по станции, укладывая в кабель - каналы, и производят подключение проводов. Монтаж силовой цепи производят силовыми проводами и шинами. После монтажа станции поднимают откидывающуюся панель 29 при помощи подъемного устройства 8 и закрепляют ее болтами, устанавливают крышку фильтра 40, закрывают замки 6.
На втором этапе производят подключение станции непосредственно на месторождении нефти к внешнему источнику питания и к силовому повышающему трансформатору через силовые клеммники. Кабели заводят снизу силового отсека и фиксируют скобами 35. В отсек подключения 36 заводят через боковое отверстие провода телеметрии и подсоединяют к блоку зажимов 34. Провод от средней точки повышающего трансформатора заводят в отсек подключения 38 через боковое отверстие и подсоединяют к клеммнику блока защиты.