§ 6. НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Наладка
Монтаж и наладка электрооборудования новых буровых установок со сложными системами электропривода проводится, как правило, специализированными организациями.
После окончания строительных и монтажных работ на буровой установке электрооборудование, исполнительная документация и акты о подготовке электрооборудования к работе передаются наладочной бригаде с составлением приемо-сдаточного акта. К началу наладки эксплуатирующая организация должна обеспечить для наладочной бригады рабочие места, защитные средства, помещения для работы с документацией и для проявления осциллограмм, место для хранения приборов и испытательной аппаратуры.
В качестве привода тележки и стрелы АСП-3 (рис. 122) применены электродвигатели МТК-111-6 или МТКЕ-111-6 мощностью 3,5 кВт, напряжением 380 В.
После окончания наладки производится пробное включение электроустановок и опробование электроприводов механизмов на холостом ходу в присутствии представителей монтажной и эксплуатирующей организаций. По возможности должно быть опробовано действие защит и блокировок.
При передаче установки в эксплуатацию наладочная бригада передает эксплуатирующей организации исполнительные схемы, в которых отражены все внесенные изменения и данные по установленным параметрам электрооборудования в виде протоколов испытания, наладочных формуляров и т. п.
Наладочная бригада выполняет следующий объем работ: выявление соответствия смонтированного электрооборудования проекту и техническим требованиям; подготовка электрооборудования к работе; проверка и испытание отдельных элементов электрооборудования (испытание повышенным напряжением, измерение сопротивления изоляции); настройка систем управления таким образом, чтобы характеристики систем электропривода соответствовали проектным; пробное включение электроустановок и опробование электроприводов механизмов; выполнение исполнительной технической документации; оформление протоколов испытаний отдельных элементов электрооборудования и наладочных формуляров систем электропривода; наблюдение за электрооборудованием в период опытнопромышленной эксплуатации.
В процессе наладки электроприводов соблюдают определенную последовательность: подготавливают машины и аппараты к включению на напряжение, налаживают системы управления без тока в силовой цепи (с отключенными силовыми автоматами и рубильниками), а также электропривод на холостом ходу и под нагрузкой. Для организованного и четкого проведения работ в установленные сроки составляется график с указанием видов работ, сроков и исполнителей.
Заключительным этапом наладки каждой системы электропривода является ее опробование — пробный пуск и работа в течение некоторого времени на холостом ходу и при тех нагрузках, которые могут быть получены в имеющихся условиях. После наладки системы электропривода выполняют исполнительные схемы, в которых отражают все внесенные при монтаже и наладке изменения.
По результатам наладки систем электропривода составляют так называемые наладочные формуляры, в которых отражают установленные параметры системы и величины напряжений и токов в нескольких характерных узлах схемы для различных режимов. Рассмотрим на примерах порядок наладки некоторых схем электроприводов буровых установок.
Наладка электропривода лебедки с асинхронным электродвигателем с фазным ротором
На примере буровой установки 125БЭ проследим порядок наладки электропривода. Наладка электропривода начинается с настройки релейно-контакторной схемы при отключенном разъединителе Р (см. рис. 113).
Включают автомат В6. Проверяют напряжение. На входе выпрямителя оно должно быть 220 В переменного тока, на выходе — приблизительно 220 В постоянного тока.
Если рукоятка командоконтроллера КК на пульте бурильщика установлена в среднем (нулевом) положении, то при включении В6 втягивается контактор цепей управления КН, главные замыкающие контакты которого включают цепи управления электроприводом лебедки.
Имитируя неисправности, проверяют защитные цепи в схеме контактора КН.
Если при перемещении рукоятки командоконтроллера КК в первое положение (спуск или подъем) якорь контактора КН отпадает, то неисправна цепь нулевой блокировки, т. е. нулевой контакт КК в нулевом положении не шунтируется замыкающим блок-контактом КН. После устранения неисправностей в схеме КН дальнейшая проверка осуществляется следующим образом.
Включают автомат В6. Рукоятка КК должна быть в нулевом положении. После замыкания контактора КН сразу же включается реле ускорения РУК Напряжение измеряют непосредственно на катушке РУ1. Оно должно быть 105—115 В.
Впоследствии при проверке соответствующих цепей измеряют напряжение на всех катушках реле и контакторов ускорения, так как катушки установлены на 110 В, а питание осуществляется от источника 200 В.
Далее устанавливают командоконтроллер КК в первое положение, соответствующее подъему труб. При этом включаются контактор В «вперед» и реле времени РВ2. Размыкающий контакт реле РВ2 размыкает цепь катушки контактора Н «назад», исключая ошибочное одновременное включение контакторов В и Н. Реле времени осуществляет и «дуговую» блокировку.
После включения В с выдержкой времени 1 с отпадает реле РУ1 и своим размыкающим контактом включает контактор УК который главными контактами шунтирует первую ступень пусковых резисторов.
Катушка контактора У1 в своей цепи имеет экономическое сопротивление, которое шунтировано размыкающими контактами контактора УК Такие схемы включения применяют для контакторов постоянного тока с мощными катушками, так как у катушки сила тока втягивания якоря значительно (в 5—10 раз) больше силы тока удержания якоря.
Размыкающий блок-контакт У1 размыкает цепь катушки реле РУ2, которое с выдержкой времени 3 с отпадает, подготавливая к включению своим размыкающим контактом цепь контактора У2.
Если рукоятку командоконтроллера установить во второе положение «подъем», то контактор У2 включится и своим размыкающим контактом отключит реле времени РУ3. Реле РУ3 с выдержкой времени 5 с отпадает и своим размыкающим контактом включает контактор У3, который замыкает пусковой резистор, оставляя рабочую ступень. Возвращают рукоятку КК в нулевое положение, при этом схема управления должна вернуться в исходное состояние. При переводе рукоятки КК из нулевого сразу в последнее положение все реле и контакторы должны переключаться автоматически и в той же последовательности с указанными выдержками времени. При отключении автомата В6 все питаемые от него аппараты должны отключиться.
Особое внимание следует обратить на правильность монтажа и четкость работы (при напряжении 6 кВ) высоковольтных контакторов КВМ-400/30, поскольку они дают отказы при малейшей неточности регулировки, а их ремонт обычно связан с большими затратами времени и средств.
Убедившись в исправности аппаратуры и схемы управления, проверяют силовые цепи. Отключают от сборки силовые кабели роторной цепи, проверяют сопротивление изоляции электродвигателя (вместе с кабелями) и цепей сборки.
При помощи моста для измерения малых сопротивлений (мост Томсона) замеряют сопротивление каждой фазы на всех ступенях ускорения, причем контакторы ускорения включают таким образом, как это описано выше. Величины сопротивления должны быть близки к проектным с отключением не более +10%. Сопротивления фаз должны быть приблизительно одинаковыми. Допустимой можно считать разницу между крайними значениями сопротивления 10%. При каких-либо отклонениях отключают питание и более тщательно проверяют схемы по частям измерением сопротивления отдельных участков и т. п.
Пробное включение первого электродвигателя осуществляется без нагрузки при отключенной шинно-пневматической муфте.
Электродвигатель разгоняют сначала при постепенном переключении командоконтроллера КК, а затем при резком его переключении. Главный показатель правильности действия схемы — характер изменения пускового тока. При включении предварительной ступени мгновенная сила тока должна составлять приблизительно 300 А. При резком переключении КК в последнее положение сила тока в трех последующих ступенях ускорения не должна превышать 650 А.
Таким образом осуществляют проверку и пробный пуск и второго электродвигателя.
Затем производят пробный пуск лебедки и подъем порожнего элеватора с одновременным включением обоих электродвигателей при разгоне барабана на пятой скорости лебедки. При резком переключении КК из нулевого в крайнее положение наибольшая сила тока на предварительной ступени и двух ступенях ускорения должна составлять приблизительно 300, 450 и 650 А. При этом происходит сначала плавный, а затем интенсивный разгон барабана и крюка. Переключение ступеней и увеличение силы тока обоих электродвигателей должны происходить почти одновременно, а в установившемся режиме силы тока электродвигателей должны быть почти одинаковыми. В противном случае электродвигатели и пусковые резисторы будут нагружаться различно.
Неравномерная нагрузка в установившемся режиме может быть вследствие того, что характеристики одного из электродвигателей отличаются от паспортных (из-за некачественного изготовления или ремонта и т. д.). Для выравнивания нагрузок следует несколько уменьшить сопротивления невыключаемой ступени в цепи ротора этого электродвигателя, который нагружен меньше, и произвести повторную проверку.
Перед сдачей электропривода лебедки в эксплуатацию обязательно проверяют защиту от недопустимого подъема талевого блока (противозатаскиватель). Эта защита осуществляется контактами командоаппарата ВКП, включенными в цепь КН. Она должна отключать привод и включать механический тормоз лебедки, если талевый блок поднят выше допустимой отметки. Срабатывание этой защиты проверяют сначала на малых скоростях, а затем на максимальной скорости. После проведенных работ привод может быть передан в эксплуатацию. Однако необходимо дополнительно проверить привод при работе под нагрузкой. Рекомендуемая разбивка грузоподъемности по скоростям приводится в инструкции по эксплуатации буровой установки. Для электродвигателей допустима перегрузка по току в установившемся режиме приблизительно на 25—30%. Если при этом наблюдается повышенный нагрев двигателя или резисторов, рекомендуется несколько уменьшить перегрузку, чтобы повысить надежность и долговечность электрооборудования.
Наладка системы управления синхронным электродвигателем насоса
Рассмотрим порядок наладки схемы на примере синхронного электродвигателя насоса буровой установки 125БЭ (см. рис. 119). После подготовки машин и комплектных устройств наладка начинается с настройки релейно-контакторной схемы при отключенном разъединителе Р4 в ячейке питания двигателя МС в высоковольтном устройстве.
Включают автоматы питания цепей управления в пульте управления насосом. Якорь реле должен быть втянут, остальные аппараты отключены. Проворачивают рукоятку УП4 вправо, при этом включаются реле КВ, РВ, а затем и контактор К. Замеряют напряжение на катушках аппаратов. На катушке К должно быть напряжение 220 В переменного тока, на КВ и РВ — напряжение 110 В постоянного тока.
Проверяют напряжение на катушке КФ, отключая любым способом реле РФ. Контактор катушки КФ при этом должен втянуться, а напряжение на его катушке должно быть равно 110 В постоянного тока. Если напряжения на катушках КВ, РВ и КФ отключаются от этой величины при нормальном напряжении на цепях управления, нужно отрегулировать резисторы РД1, КД2, РД3.
Для проверки правильности действия цепей защиты максимального тока (в схеме с нормально включенным РП1) нужно искусственным способом отключить и снова включить реле РП1. Контактор К должен при этом отключаться без выдержки времени и остаться отключенным.
Для проверки цепей оперативного отключения привода нужно рукоятку УП4 на пульте управления насосом повернуть влево. При этом должен сразу отключиться контактор КВ, а после выдержки времени 1 с — контактор К. После возвращения рукоятки УП4 в нулевое положение контактор К должен остаться отключенным. Аналогичным образом проверяется цепь отключения при помощи рукоятки УП на пульте бурильщика.
После проверки релейно-контакторной схемы управления осуществляют пробный пуск электродвигателя без нагрузки. Включают разъединитель Р4 и приводят схему в исходное положение. Включают контактор К поворотом рукоятки УП4 вправо. Электродвигатель начнет разгоняться. Сила пускового тока превышает номинальную силу тока в 6—6,5 раза. Допустимо при этом снижение напряжения в сети на 10—15 %. При достижении подсинхронной скорости происходит самовозбуждение возбудителя ВМ, напряжение и сила тока возбуждения МС резко увеличиваются, и после двух-трех колебаний тока и скорости электродвигатель переходит в синхронный режим. Устанавливают постоянные значения силы тока возбуждения и силы тока статора.
При повороте рукоятки шунтового регулятора из одного крайнего положения в другое сила тока возбуждения должна изменяться от максимально допустимой (для двигателя и возбудителя) до некоторого минимального значения, при котором обеспечивается устойчивая работа привода. Если максимальная сила тока возбуждения больше (меньше) допустимого, то следует увеличить (уменьшить) невыключаемую часть резистора ШР и провести повторную проверку.
При искусственном отключении РФ и включении КФ сила тока возбуждения должна быть максимальная. Бывают случаи (чаще всего при первом пуске электродвигателя), когда самовозбуждение возбудителя ВМ не происходит, поскольку остаточный магнетизм либо мал, либо его полярность не совпадает с полярностью магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. В этом случае следует «подмагнитить» возбудитель от постороннего источника постоянного тока (аккумулятора). Напряжение на отключенной обмотке возбуждения ВМ при неработающем двигателе МС должно быть таким, чтобы направление тока в обмотке соответствовало допускаемому при нормальной работе вентиля BR (обычно достаточно напряжение 12—24 В).
Если нет источника постоянного тока, можно применять другой способ подмагничивания возбудителя, которым, однако, нужно пользоваться с большой осторожностью. Шунтируют вентиль ВК параллельно невыключаемой ступени ШР, подключают автомат (или рубильник) и размыкают его контакты, к возбудителю подключают вольтметр с двусторонней шкалой. Запускают электродвигатель и наблюдают за напряжением (током) возбуждения МС. Если самовозбуждение произошло, нужно отключить привод, снять перемычку с вентиля, изменить полярность вентиля и проверить режим пуска еще раз. Если самовозбуждения нет, нужно включить автомат и, как только резко возрастет напряжение возбудителя, выключить его.
Если при включении автомата напряжение уменьшилось, следует поменять местами провода, подключенные к обмотке возбуждения возбудителя, и повторить эксперимент. В случае, когда остаточный магнетизм близок к нулю и второй способ «подмагничивания» не дает результата, следует применить первый способ. После окончания наладки системы возбуждения привод передается в эксплуатацию. Однако при работе под нагрузкой должна быть проведена дополнительная проверка работы привода. При номинальной нагрузке температура нагрева электродвигателя и возбудителя должна быть в допустимых пределах.
Когда привод насоса работает с постоянной нагрузкой, силу тока возбуждения подбирают таким образом, чтобы обеспечить необходимую реактивную мощность электродвигателя, однако сила тока статора при этом не должна превышать номинальную.
Целесообразно установить режим cos φ=l, чему соответствует минимальное значение силы тока статора при той же нагрузке; к. п. д. электродвигателя при этом будет наибольшим. В том случае, когда электродвигатель насоса работает и нужно запустить второй, целесообразно на время запуска установить силу тока возбуждения первого электродвигателя максимальной. При этом снижение напряжения в сети будет минимальным.
Шунтовой регулятор ШР типа РВЗ-31Б, поставляемый комплектно с возбудителем, должен иметь невыключаемую ступень сопротивления, которое рассчитывается из условия получения максимально допустимой силы тока возбуждения при форсированном значении напряжения возбудителя.
Наладка электропривода лебедки с электромагнитной муфтой ЭМС-750
Электромагнитную муфту и релейно-контакторную схему подготавливают к работе обычным способом (см. рис. 115). Систему управления ЭМС-750 налаживают следующим образом.
Отключают обратные связи (обмотки 6Н—6К и 5Н—5К) по одному проводу на рейке зажимов или отпаивают провода в блоке системы управления. Снимают характеристику тиристорного преобразователя Iв=f(Iз), регулируя силу тока задающей обмотки сельсинным командоаппаратом СКАЛ (см. рис. 115, б, кривая 1). Подключают в цепь обратной связи по току возбуждения муфты обмотку 6Н—6К (см. рис. 115, а). Устанавливают коэффициент форсировки по магнитодвижущей силе Кф=2,5-5. Снимают статическую характеристику замкнутой системы Iв= f(Iз).
Полученную характеристику сравнивают с проектной (см. рис. 115, б). При расхождении характеристик регулируют резистор RP11 до их совпадения. Устанавливают силу тока возбуждения муфты 95 А при полном повороте рукоятки до упора, регулируя резистор RP13 в цепи задающей обмотки (см. рис. 115, а). Запускают синхронный электродвигатель лебедки. Подключают обратную связь по скорости (обмотка управления 5Н—5К).
Рукоятку СКАЛ поворачивают до упора в положение ЭМС. После полного разгона барабана лебедки устанавливают силу тока возбуждения муфты 75 А регулированием резистора RP12 в цепи обмотки обратной связи по скорости. Рукоятку СКАЛ ставят в нулевое положение. Переключают подъемную систему лебедки на шестую скорость. Поднимают порожний талевый блок, резко поворачивают рукоятку СКАЛ до упора в положение ЭМС. При этом наблюдают за током статора МС и возбуждения муфты по приборам. Синхронный электродвигатель при разгоне барабана лебедки не должен выходить из синхронного режима.
В противном случае снижают силу тока форсировки муфты регулированием резистора RP13 до устойчивости работы МС при разгоне барабана. После этого наладка считается законченной, и электропривод лебедки передается в эксплуатацию.
При спуско-подъемных операциях необходимо наблюдать за током статора МС по приборам, при разгоне с максимальным весом инструмента на каждой скорости лебедки электродвигатель МС должен работать устойчиво. В случае выхода электродвигателя МС из синхронного режима отключают форсировку тока возбуждения муфты.
Наладка системы управления электромагнитным тормозом ЭМТ-4500
Систему управления ЭМТ-4500 (см. рис. 117) налаживают следующим образом.
Отключают цепи обратной связи — обмотки 5Н—5К и 6Н—6К (отключают по одному проводу на рейке зажимов или провода отпаивают в блоке системы управления). Снимают характеристику тиристорного преобразователя Iв=f(Iз), регулируя силу тока задающей обмотки сельсинным командным аппаратом СКАЛ. Подключают в цепь обратной связи по току возбуждения тормоза обмотку 6Н—6К.
Устанавливают коэффициент форсировки по магнитодвижущей силе Кф=2,5-5. Снимают статическую характеристику замкнутой системы Iв=f(Iз). Полученную характеристику сравнивают с проектной (см. рис. 117, б).
При расхождении характеристик регулируют резистор RP18 до совпадения характеристик. Устанавливают силу тока возбуждения тормоза, равной 150 А при повороте рукоятки СКАЛ до упора в положение ЭМТ, регулируя резистор RP20 в цепи задающей обмотки. При этом якорь реле РЗЛ должен быть втянут, универсальный переключатель повернут в положение ЭМТ.
Подключают цепь обратной связи по скорости (обмотка управления 5Н-5К) при спуске пустого талевого блока. Скорость спуска при различных положениях универсального переключателя УП5 настраивают при спуске бурильной колонны, регулируя резистор РД28.
Настройку начинают с первого положения УП5. В этом положении должен опускаться небольшой груз со скоростью спуска около 0,3 м/с. В других положениях УП5 устанавливаются соответственно скорости спуска 0,6; 1; 1,5; 1,8 м/с. На этом наладка системы управления тормозом заканчивается.
При работе тормоза в процессе спуска бурильной колонны следует наблюдать за его нагревом и исправностью водяного охлаждения.
