Устройство для защиты погружного электродвигателя Советский патент 1990 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для защиты погружного электродвигателя в нефтяных и водяных скважинах.

Цель изобретения - повышение ресурса работы погружного электродвигателя в скважине.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для защиты погружного электродвигателя 1 содержит коммутирующий блок 2 (например, контактор), подключенный к источнику 3 питания (например, сети электроснабжения), первичную обмотку 4 силового трансформатора 5. При этом первичная обмотка 4 может быть соединена в звезду (как показано на чертеже), треу- гольник или другим образом, а фазы 6-8 вторичной обмотки трансформатора 5 могут состоять из витков, расположенных на одном стержне магнитопровода (как показано на чертеже) или представлять собой симметричное соединение витков, расположенных на раз ных стержнях магнитопрОЕЮда при условии, что гальванически фазы 6-8 отделены друг от друга и от земли, Фазы 6-8 вторичной обмотки трансформатора 5 кабелем 9 через трансформаторы (датчики) 10-12 тока блока 13 трансформаторов тока подключены соответственно к изолированным между собой и от земли фазам 14-16 статорной обмотки погружного электродвигателя 1 с его узлом 17 гидрозащиты одной из известных конструкций.

Электродвигатель 1 через узел 17 гидрозащиты механически соединен с насосом 18, который подвешен в скважине (не показана) на колонне 19 насосно-компрессор- . ных труб. Каждая из изолированных цепей питания фаз 14-16 обмотки статора электродвигателя 1 электрически соединена с соответствующим прибором 20-22 контроля сопротивления изоляции(например, прибором типа Ф-4106), осуществляющим функции формирователя сигнала износа изоляции.

Приборы 20-22 оснащены пороговыми блоками (не показаны), на выход каждого из приборов подается сигнал о снижении ниже заданного предела сопротивления изоляции соответственно каждой из цепей фаз 14-16 электродвигателя 1,

Выход каждого из приборов 20-22 включен на управляющий вход соответствующего переключателя 23-25 (например, промежуточные электромагнитяые реле). Выходы каждого из переключателей 23-25 соединены соответственно с реагирующими органами 26-28, выполненными в виде токовых релейных элементов, перестраиваемых по быстродействию в зависимости от выходных сигналов переключателей 23-25. На вход каждого из реагирующих органов 26-28 поступает сигнал с соответствующего

трансформатора 10-12 тока, например, через соответствующий переключатель 23-25. Выходы реагирующих органов 26-28 подключены к входам многовходового элемента ИЛИ 29. Каждый из реагирующих органов

26-28 содержит сравнивающие и исполнительные блоки (не показаны) токовых релейных элементов, причем исполнительные блоки выполнены перестраиваемыми ро быстродействию в зависимости от выходных

сигналов переключателей 23-25 соответственно.

Например, каждый из реагирующих органов 26-28 выполнен в виде двух токовых релейных элементов 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35

соответственно. Причем элементы 30, 32 и 34 имеют зависимую от величины тока вы-- держку времени срабатывания, например, соответствующую предельно допустимому нагреву электродвигателя 1, а элементы 31,

33 и 35 имеют повышенное, например, в 100 раз быстродействие по сравнению с элементами 30, 32 и 34.

Выходной сигнал трансформатора 10 тока в зависимости от выходных сигналов

переключателя 23 подключен либо к входу элемента 30, либо к входу элемента 31. Аналогично подключены элементы 32 и 33 и 34 и 35 к трансформаторам 11 и 12 тока соответственно через переключатели 24 и 25.

Выход многовходового элемента ИЛИ 29 подключен к одному из входов блока 36 управления, имеющего также входы 37 для оперативного управления погружным электродвигателем 1. Выход блока 36 управления подключен к входу коммутирующего блока 2.

Устройство работает следующим образом.

С входов 37 на блок 36 подается оперативный сигнал на включение погружного электродвигателя 1, который формирует на выходе блока 36 сигнал на включение силовых контактов (не показаны) коммутирующего блока 2, которыми первичная обмотка 4 силового трансформатора 5 подключается к источнику 3 питания. В фазах 6-8 вторим-. ной обмотки трансформатора 5 Наводится ЭДС, и напряжение питания через блок 13

трансформаторов тока и жилы кабеля 9 подается к фазам 14-16 обмотки статора Электродвигателя 1, который через узел 17 гидрозащиты вращает насос 18, которым из скважины по колонне 19 насосно-компрес- сорных труб откачивается жидкость.

При нормальном состоянии ИЗОЛЯЦИ

цепей фаз 14-16 электродвигателя 1 на, выходе каждого из приборов 20-22 контроля сопротивления изоляции фор 1ируется соответствующий сигнал, который поступает на вход каждого из переключателей 23- 25 и вызывает на его аыходе сигнал, перестраивающий каждый из реагирующих органов 26-28 на работу токовых релейных элементов с быстродействием, определяемым предельно допустимым нагревом электродвигателя 1. Например, переключателями 23-25 выходы трансформаторов 10- 12 тока соответственно подключаются к входам токовых релейных элементов 30-34.

Если токи нагрузки электродвигателя 1 не превышают допустимых по условиям его нагрева, то электродвигатель 1 устойчиво работает в скважине в длительном режиме, Если сопротивление изоляции одной или нескольких изолированных цепей фаз 14- 16 электродвигателя 1 снижается ниже заданного значения, то с выхода соответствующих приборов 20-22 контроля сопротивления изоляции на соответствующие переключатели 23-25 подается сигнал, вызывающий перестройку соответствующих реагирующих органов 26-28 на работу токовых релейных элементов с повышенным быстродействием (например, через элементы 31,33 и 35). При atoM даже после нзрушения в одной точке изоляции каждой из цепей фаз 14-16 электродвигателя 1 обеспечивается продолжение его работы s скважине. Перестройка на повышенное быстродействие реагирующих органов обеспечивает защиту цепей фаз 14-16 электродвигателя 1 от тяжелых повреждений после нарушения изоляции еще в одной точке каждой из этих цепей,путем воздействия выходных сигналов с элементов 31, 33 и 35 через элемент ИЛИ 29 и блок 36 управления на отключение силовых контактов коммутирующего блока 2.

Предлагаемое устройство для контроля раСюты погружного электродвигателя по сравнению с известными устройствами позволяет обеспечить надежную работу погружного электродвигателя при нгпичк, ; за- мыкйН /я в одной точке каждой лз .:H -vsecKM разделенных цепей нэ землю или между собой и надежное о ключении погружного электродвигателя повышенным быстродействием при замыкании любой из гзль:; нически разделенных цепей из землю пли собой во второй точке, что

увелич лвгЧег эффективное время работы по- гружного электродвигателя и погружной глактронасоснсй установки в скважине,

Ф о р т V л а изобретения

Устройство для защиты погружного

электродзигатепя, содержащее коммутирующий блок, соединенный с выходом блока управления коммутирующим блоком, к одному иг входов которого подключен выход

MHOiobxo GBoro элемента ИЛИ, датчики тока, предназначенные для включения в изо- л /фоеанные от земли цепи питаний абмогки статора электродвигателя, прибор кс ггроля сопротивления изоляции этих.цепей и реагирующий орган, выход которого подключен к одному из входов элеме.чта ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью поаь шения ресурса работы погружного эпе;стродз11гзтеля в скважине, ь него догшлнителько взедены переключатели по числу изолированных цепей питания обмотки статора электродвигателя, а реагирующий орган выполнен пофазно в 1зиде двух тсковых релейных элементов, один из кото1 ых

зависимую от величины тока выдержку времени срабатывания, а второй элемент имеет повышенное по сравнению с первым элементом быстродействие, при этом выход каждого датчика тока через соответствующий переключатель подключен к входам соответствующего токового релейного элементг, выходы каждого из которых подключены к входам элемента ИЛИ, при этом управляющий вход каждого переключателя

подключен к выходу соответствующего прибора контроля сопротивления изоляции цепей обмотки статора электродвигателя.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и касается защиты погружного электродвигателя. Цель изобретения - повышение ресурса работы погружного электродвигателя в скважине. При изменении сопротивления изоляции одной из цепей фаз 14, 15, 16 электродвигателя ниже заданного значения с выхода соответствующего прибора 20, 21, 22 контроля сопротивления изоляции на соответствующие переключатели 23,24, 25 подается сигнал. Этот сигнал перестаивает соответствующий реагирующий орган 26, 27, 28 на работу токовых релейных элементов с повышенным быстродействием 31, 33, 35. Электродвигатель обеспечивается. Аналогично устройство срабатывает от соответствующего токового релейного элемента в случае повышения токовой перегрузки. 1 ил.