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柴油发电机组控制屏供电电源的改进

2020-08-31
来源: 礼德动力

一、背景介绍

油田用柴油发电机组和控制系统多为2个不同的公司所生产,会存在一些配合方面的问题。例如柴油发电机组使用日本三菱S12R型,而控制系统采用ROSSHILL系统。

设备投产后,在使用中发现井深时因刹把的误操作或操作过猛,易引起过大的冲击负荷,而使断路器跳闸,全井场停电。柴油机控制屏也因为控制柜的停电造成发电机组熄火。如需重新启动发电机组,必须先启动辅助发电机,使控制柜恢复电力。而这需要相当长的时间,在这段时间内因为钻机失去动力易造成钻具在井内的静止时间过长,导致卡钻等严重井下事故的发生。另外柴油机在高速高温下突然停车也会造成很大的危害,并减少设备的使用寿命。

二、改进方案及内容

图1、图2为柴油机控制屏电路改造前后的示意图,由图2可以看出,当电路发生故障断路器跳闸后,柴油机控制屏所需的DC电源就由改造后增加的辅助电源供给使控制屏正常工作,确保了柴油发电机组正常运转不熄火。

增加的24VDC辅助电源电路图如图3所示。

控制线分两路,一路通过F03熔断器和零线02到自动充电器,由05端输出到蓄电池正极07端,由06端输出到蓄电池负极08端,通过断路器09和10端把二极管导通到柴油机控制屏。另一路通过F04熔断器和零线02到恒压源,由11和12端输出直接到柴油机控制屏。

07、08是两块12VDC蓄电池;发电机断路器遇到故障跳闸后,电瓶的24VDC通过Q1开关到09、10向控制屏送出24VDC电源来保证柴油机正常运转。09线上的二极管D1起到一个单向导电的作用,当主电源停电后,蓄电池的24V电压导通二极管D1给柴油机控制屏供电。主发电机正常运转时由一体化电源向控制屏供电后,二极管D1反向截止,蓄电池的24VDC停止向柴油机执行器供电。此二极管的主要作用就是保护柴油机控制屏电路,还起到正常供、停电形成电路的良性循环保护,不会因为电压过高和长期电瓶亏电对电路的工作造成不良影响。

一体化电源(恒压源)是一台输入220VAC、输出24VDC的整流器,在本电路中起到稳定平衡电压的作用。蓄电池向柴油机控制屏正常供电时只要电压达到24VDC标准电压,恒压源不会工作。比如,蓄电池某一铅芯激穿或亏电电压低于24VDC时,恒压源就会输出一个合理电压,使电路电压达到24V标准为止,恒压源在此起到恒压作用。

三、现场应用情况

柴油机安装上辅助电源后,通过试验及现场应用发现,在电路发生故障断路器跳闸后,控制屏由辅助电源继续供电,使柴油机正常运转,这样可以立即给断路器储能合闸送电。由原来的重新启动需要15min以上缩短到现在的1min,大大减少了钻具在井内的静止时间,保证了井下安全,避免了柴油机在高速高温下突然停车造成的危害,而且延长了设备的使用寿命。通过在生产实践中的应用,证明了安装该辅助电源安全可靠,具有很好的推广价值。