中虎途国际化西南局广西钻井公司(ZJ70DB电控)

中虎途国际化西南局广西钻井公司(ZJ70DB电控)


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1 中原虎途国际油勘探局钻井三公司钻采设备厂

2 产品使用条件

2.1 电控房使用条件

(1)     适用于陆地、沙漠环境(室外环境温度-30℃~ 65℃)。

(2)     满足虎途国际油钻机的传动特性和钻井工艺要求。

(3)     具有防腐、防漏、放火、防沙、防震、保温等功能。

(4)     房体为全钢结构,便于整体吊装、拖拉与运输。

2.2 电控柜使用条件

(1)     电控房防护等级IP21。

(2)     工作环境温度-5℃~ 40℃(高于40℃需降容使用)。

(3)     空气中相对湿度不超过50%RH(40℃)/95% RH(20℃)。

(4)     空气中不得有过量的尘埃、酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体。

(5)     海拔高度1000米以下(高于1000米℃需降容使用)。

(6)     安装地基处允许振动频率50~150HZ,最大振动加速度不超过50m/s2 ;安装倾斜度不超过5°。

3 控制对象及技术参数

3.1 柴油发电机组参数

节能发电机组:           1套

发电机容量:             600kw

发电机额定电压:         AC400V

发电机转速:             1000r/min

发电机额定电流:         1440A

发电机额定频率:         50Hz

功率因数:               0.8

主发电机组:             2套

发电机型号:             VOLVO

发电机功率:             400kW

柴油机转速:             1500r/min

发电机额定电压:         AC400V

发电机额定电流:         720A

发电机额定频率:         50Hz

功率因数:               0.8

3.2转盘电动机参数

转盘电动机台数:         1台

额定功率:               600kW

额定电压:               AC600V

额定电流:               714A

额定转速:               661r/min

恒功最高转速:           1060r/min

额定频率:               33.5 Hz

额定转矩:               8684N.m

极数:                   6

4 系统配置和供货范围

4.1 系统配置

ZJ70LDB虎途国际油钻机电驱动系统由发电部分、VFD变频传动部分、自动化与现场总线部分、电磁涡流刹车部分和辅助设备配电系统(MCC)等环节构成。

ZJ70LDB虎途国际油钻机电驱动系统电气原理框图参见附件1。

4.1.1 发电部分:分为节能电站和主电站

三台柴油机(A、B和C)通过液力耦合器并网为一个机械动力源,驱动绞车、泥浆泵及其它设备,同时驱动一台节能发电机(发电机额定容量:800kW)发出400V、50HZ交流电源,构成节能电站电网。

主电站由2台发电控制柜分别控制2套沃尔沃柴油发电机组(发电机额定容量:400kW),发出400V、50HZ交流电源,经同期并网和解列(二套沃尔沃柴油发电机组可单机或双机并网运行),构成主电站电网。

通过控制节能发电柜中的断路器Q1、Q2,节能电站和主电站可实现以下供电方式:

⑴ 主电站向转盘变频柜和电磁刹车柜等用电设备供电,节能电站向MCC部分供电。对应断路器Q1断开、Q2合闸。

⑵ 节能电站向所有用电设备供电,主电站不工作(发电控制柜+D-A1、+D-A2中的断路器断开)。对应断路器Q1合闸、Q2合闸。

⑶ 主电站向所有用电设备供电,节能电站不工作。对应断路器Q1合闸、Q2断开。

4.1.2 VFD变频传动

在ZJ70LDB虎途国际油钻机电驱动系统中,转盘采用交流变频调速控制系统驱动,由于驱动转盘的交流变频电动机为600V电压等级,所以在系统设计时,增加了一台升压变压器(变压器容量为:800kVA,400V/600V)。

由1台VFD变频柜驱动1台600kW转盘用交流变频电动机;

4.1.3 自动化与现场总线部分

综合控制柜的PLC作为自动化系统的主站,采用PLC+继电器旁路功能的冗余控制方案,与VFD变频传动、司钻台等系统的设备(分站),通过现场总线PROFIBUS-DP组成现场级的工业网络。

4.1.4 MCC部分

MCC柜体采用标准抽屉柜结构,对井场设备进行供电、控制和保护。

4.1.5 其它

软启动柜采用进口软启动器完成对55kW/75kW三相交流电动机的平滑起动。

辅助刹车通过电磁涡流刹车控制柜对电磁涡流刹车装置进行控制、监测和保护。

    能耗制动完成转盘电机制动的控制和能量消耗。

5控制方案和技术说明

5.1 柴油发电机组控制系统

柴油机的控制选用WOODWARD 2301A调速器以精确控制柴油机的转速,保证发电机输出50Hz的恒定频率。

发电机的励磁控制由VOLVO发电机组配套的控制系统控制。

5.2 转盘变频控制系统

转盘变频控制系统采用无速度传感器的控制方案,保证整个调速范围内的系统稳定性。转盘电机可实现正反向运行,转盘电机的扭矩限制能从0-100%任意调节。 

5.3 自动化与现场总线系统

综合控制柜的PLC作为自动化系统的主站,采用PLC+继电器旁路功能的冗余控制方案,与VFD变频传动、司钻台等系统的设备(分站),通过现场总线PROFIBUS-DP组成现场级的工业网络。

司钻操作界面为硬件操作环境,包括手轮、转换开关等控制设备。

5.4  MCC系统

MCC柜体采用标准开关柜或抽屉柜对井场标准化电路系统进行供电、控制和提供保护,各控制单元具有检修锁定功能。MCC柜有操作指示及旋扭。接地铜排跨接整个马达控制系统。

VFD房技术说明:

动力控制房子的底部具有起吊和拖拉结构,满足自备车装车要求。房子的框架用结构钢连续焊接而成,外侧墙和房顶采用δ3mm12#瓦楞钢板,所有的拐角都经弯曲加工及缝焊而成,房子两端有导雨槽,没有钢体本身尖角暴露。房子底梁为40#工字钢, 开门底部总高480mm。房子的墙面和底层、以及顶部用岩棉做隔热处理,做隔热处理,插头座的端墙可不作隔热处理。房内用铝塑板全包。房内过道全长铺有氯丁橡胶垫。

房子带有两个门,其中一个门正对一号发电机。向外推开门把手,门向外开。房子配有空调,适于环境温度-20°C~+40°C。空调是TRANE公司分体式空调,制冷量6冷吨,配置2套空调。二极管/IGBT桥产生的热空气则通过柜子顶部与房顶之间的空间循环到空调系统中去。

房内用四组220V/50HZ荧光灯照明。这些照明灯装在房内吊顶上。房内还装有二套紧急照明灯(可供应1小时以上),该照明灯以电池作后备电源并有自充电功能。用于维护保养作业的。

发电机输出的电流经铜排连接到VFD控制房送到VFD系统。控制电缆通过接插件将VFD系统和发电机组连接。动力线进口与VFD柜在同一侧。钻机交流电输送及控制电缆输出接插件都向下倾斜45度(“Z”型)以减小电缆上的应力。双开门、底部预留出线口。

房子的制造过程包括除锈(喷砂)及内、外两层都喷漆,即环氧树脂底漆及白色的聚氨脂表漆。房体的防腐处理应能够适应海洋型潮湿气候环境。变压器和空调冷凝器安装在房子的中间。

VFD柜及发电机控制柜内部的控制电缆根据需要,其额定电压为600伏或2000伏,包有阻燃聚丙烯纤维绝缘层,工作温度高达摄氏125℃。这些电缆的设计满足海洋或沙漠钻井平台对控制电缆的要求。

VFD电控房与主发电机房的接线接口,与主机配套厂协商对接。

气源房顶安装排气扇,加盖板防护。

电缆及附件:

动力电缆包括VFD房至交流变频电机、主电站、节能电站的动力电缆(采用南洋、上上电缆)。

控制电缆包括VFD房至交流变频电机、主电站、节能电站及司钻台的控制电缆。

VFD房至司钻台的通讯电缆。通讯电缆采用高质量的屏蔽双绞线。

全套控制电缆快速插接件,具有防爆功能。

插接件按照配套设备方配带插接件的原则划分,电缆安装按照提供电缆方负责其压接安装的原则划分。

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