Устройство для защиты погружного электродвигателя от анормального режима Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

уровня нефти в скважине и повышение безопасности работы оператора.Сущность изобретения заключается в том, что в устройство защиты погружного электродвигателя, содержащее исполнительный узел 15, датчик 13 влажности, вводят генератор 10 высокой частоты, первьй разделительный конденсатор 11, соединенньй с генератором

1

Изобретение относится к области защиты герметизированных электродвигателей и может быть применено в погружных установках для нефтепромыс пов и подводных работ.

Цель изобретения - повышение надежности в работе путем осуществления контроля порогового уровня нефти в скважине и повышение безопасности работы оператора.

На фиг. 1 представлена схема нефтяной скважины; на фиг. 2 - схема устройства защиты электродвигателя.

Нефтяная скважина содержит трехфазную сеть 1 питания, магнитный пускатель 2, контакты которого подключены к сети 1, силовой трехфазный трансформатор 3,первичная обмотка которого подсоединена к контактам магнитноРо пускателя 2, погружной электродвигатель 4, высоковольтный кабель 5 соединяющий вторичные обмотки трансформатора 3 со статорными обмотками электродвигателя 4, скважинный трубопровод 6, трубопровод 7 для откачки нефти, погружной насос 8, силовая подстанция 9.

Устройство защиты электродвигателя содержит генератор 10 высокой частоты, разделительный конденсатор 11, соединенный с первым выходом генератора 10 и фазной линией кабеля 5, разделительный конденсатор 12, соединенный с фазной линией электродвигателя 4, датчик 13 влажности, соединенный проводом с конденсатором 12, ас другой стороны - с корпусом нефтепровода 7, измерительный фильтр 14, один вход которого соединен с генератором 10, другой - с корпусом, исполнительный узел 15, соединенный

10 и фазной линией питания электродвигателя 4, измерительный фильтр 14 соединенный со стороны входа с генератором 10 и корпусом (заземлением), а со стороны выхода - с исполнительным узлом 15, второй разделительный конденсатор 12, соединенный с фазной линией питания электродвигателя 4 и датчиком 13 влажности. 2 ил.

с выходом измерительного фильтра 14, реле 16 времени, соединенное с исполнительным узлом 15 и магнитным пускателем 2.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы высокой частоты, генерируемые генератором 10, поступают в измерительный фильтр по следующей

цепи: конденсатор 11, фазная линия кабеля 5, конденсатор 12, провод обкладка конденсатора 12, корпус 7. I

Возможный вариант измерительного

фильтра представляет собой колебательный контур настроенный на частоту генератора 10. Выделяемые сигналы на колебательном контуре детектируются и передаются на исполнительный узел 15. Величина вьщеляемых на фильтре сигналов зависит от сопротивлений элементов, подключенных в измерительную цепь. При отсутствии нефти в скважине сопротивление датчика 13 во много раз больше сопротивлений конденсаторов 11 и 12 и индуктивного сопротивления фазной линии кабеля 5. При наличии нефти сопротивление датчика 13 мало и по

этой причине на фильтре 14 выделяется максимальный сигнал. При этом нормально замкнутый контакт исполнительного узла 15 разомкнут, вследствие чего реле 16 времени не получает команду на отключение магнитного пускателя 2. Электродвигатель 4 работает в нормальном режиме, контакты магнитного пускателя 2 замкнуты.

При снижении уровня нефти в сква- жине ниже точки расположения датчика 13 сопротивление датчика резко

возрастает. Величина сигнала на фильтре 14 резко падает, исполнительный узел подключает реле 16 времени на время t, отключая магнитный пускатель 2, управляющий включением и выключением электродвигателя 4. После истечения заданного времени t, реле 16 времени, опрашивает исполнительный узел 15 о состоянии датчика Если уровень нефти за время t превы- сил точку расположения датчика 13 (сопротивление его минимальное),то исполнительный узел 15 через реле 16 времени включает магнитный пускатель 2, при этом электродвигатель 4 работает в нормальном режиме. Если за время t нефть на уровне датчика не появиласьJ то на фильтре 14 имеет место минимальный сигнал, исполнительный узел 15 вновь отключает, на время t (через реле 16 времени) магнитный пускатель 2, Таким образом электродвигатель 4 включается только тогда, когда нефть в скважине будет вьше уровня датчика.

Величина времени t выбирается из расчета выбранного расстояния Х (расстояние между верхним концом насоса и точки расположения датчика) и создания запасного уровня нефти над точкой расположения датчика.

Предлагаемое устройство защиты погружного электродвигателя позволя-

fO 1522564

ет обеспечить нормальную работу гружного электродвигателя, исключив главную причину, вызывающую выход из строя и безопасную работу оператора и измерительной аппаратуры.

O 5

0

0

5

Фор м у ла изобретения

Устройство для защиты погружного электродвигателя от анормального режима, содержащее исполнительный узел и датчик влажности, о т л и ч а ю- ,щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе путем контроля., порогового уровня жидкости и повышения безопасности работы оператора, оно дополнительно снабжено генератором высокой частоты, двумя разделительными конденсаторами, реле времени и измерительным фильтром, причем первый конденсатор соединяет фазный провод питания электродвига- теля с генератором, соединенным выходом с первым выходом измepиYeльнo- го фильтра, второй выход которого соединен с корпусом, а выход измерительного фильтра соединен с исполнительным узлом, соединенным с реле временИд второй разделительный конденсатор соединен с фазньш проводом питания электродвигателя и первым выводом датчика влажности, второй вывод которого присоединен к корпусу электроустановки.

2.2

Изобретение относится к области электротехники - релейной защите электроустановки от аварийного режима и может быть использовано для за- щиты герметизированного электродвигателя . Цель изобретения - повышение надежности путем контроля порогового iw (Л ю ас ьо to ел iPut.1