【正文】 電動鉆機電氣控制系統(tǒng)操作維護手冊 電動鉆機電氣控制系統(tǒng)操作維護手冊前 言 本手冊針對有一定電氣基礎(chǔ)知識的人員編寫，為他們提供產(chǎn)品日常操作的指導(dǎo)。手冊中涉及到的產(chǎn)品由西安寶美電氣工業(yè)有限公司設(shè)計制造，產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和調(diào)試服務(wù)依據(jù)以下質(zhì)量保證體系： GB/T19001:2000idt ISO9001:2000《質(zhì)量保證體系》 本手冊介紹的相關(guān)內(nèi)容是用戶現(xiàn)場使用指導(dǎo)的一般性說明，并不代表在一些特定場合全部適用，用戶應(yīng)針對現(xiàn)場條件進行正確判斷和合理使用。手冊中涉及到的產(chǎn)品有關(guān)安裝調(diào)試的技術(shù)信息和要點，有關(guān)本產(chǎn)品其他技術(shù)性能說明請分別查閱有關(guān)隨機文件，或向本公司咨詢。由于產(chǎn)品是根據(jù)用戶的使用工況和特殊要求而進行的相應(yīng)設(shè)計，所以針對本產(chǎn)品的技術(shù)文件可能不適用于其他不同生產(chǎn)編號的產(chǎn)品，在使用本文件時應(yīng)核對產(chǎn)品型號和編號。針對隨機文件中沒有涉及的內(nèi)容，以及安裝、使用和維護中的其他問題，歡迎您通過以下方式與我們聯(lián)系。地址：中國西安市高新開發(fā)區(qū)錦業(yè)一路66號 郵編：710061 電話：0086 2968688835（服務(wù)） 0086 2968688851（技術(shù)） 傳真：0086 2968688818 :// 編者注：編寫時間倉促，水平有限，錯誤不當(dāng)之處，敬請讀者指正。 編者：周驥 2008年9月28日星期日目 錄安全須知第1章設(shè)備簡介電驅(qū)動鉆機的電氣控制系統(tǒng)簡介BMZJ70DB電氣控制系統(tǒng)概述總體概述主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)電氣控制系統(tǒng)房BMZJ70D電氣控制系統(tǒng)概述總體概述主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)電氣控制系統(tǒng)房電氣控制系統(tǒng)的存放和運輸存放運輸?shù)?章啟動原則啟動前的準(zhǔn)備柴油發(fā)電機組控制分系統(tǒng)的啟動輔助柴油發(fā)電機組控制分系統(tǒng)的啟動第一臺柴油發(fā)電機組控制柜分系統(tǒng)的啟動(1400型)并網(wǎng)解列和停機MCC分系統(tǒng)的啟動傳動控制分系統(tǒng)的啟動交流變頻控制系統(tǒng)的啟動直流控制系統(tǒng)的啟動自動化監(jiān)控分系統(tǒng)的啟動第3章操作前言BMZJ70DB系統(tǒng)的操作操作源的選擇泥漿泵控制絞車控制轉(zhuǎn)盤控制自動送鉆控制游車高度/防碰撞系統(tǒng)鉆井參數(shù)顯示BMZJ70D系統(tǒng)的操作泥漿泵控制絞車控制轉(zhuǎn)盤控制電磁渦流剎車控制分系統(tǒng)操作第4章維護前言每日維護每周維護每月維護每季度維護每年維護獨立設(shè)備的專項維護干式變壓器的維護空調(diào)系統(tǒng)的維護第5章常見故障排除前言柴油發(fā)電機組控制分系統(tǒng)交流變頻傳動控制分系統(tǒng)MCC控制分系統(tǒng)直流傳動控制分系統(tǒng)電磁渦流剎車控制分系統(tǒng)安全須知為了能正確使用本手冊,請首先閱讀以下對專用名詞和安全標(biāo)識的定義: 本手冊使用以下警示標(biāo)志： 說明（Notes） 該標(biāo)志用于對與人身和設(shè)備安全、操作相關(guān)事項的補充說明。 注意（Caution） 該標(biāo)志用于對可能導(dǎo)致人身或者設(shè)備傷害的提示。危險（Danger） 該標(biāo)志用于對極易導(dǎo)致人身或者設(shè)備傷害的提示。 本手冊安全提示項對于人員和設(shè)備的安全十分重要，須嚴格遵守,只有取得相關(guān)資質(zhì)的人員才能操作本系統(tǒng)的電氣設(shè)備。以下安全須知對鉆機電氣控制系統(tǒng)的正確安裝、使用、維護十分重要，操作和維護人員必須仔細閱讀，認真理解：不要帶電打開具有高電壓處的安全遮擋物！不要帶電維修或拆除任何電氣元件！不要帶電拔插各電纜插頭！不要在有可燃氣體環(huán)境下帶電打開控制箱或司鉆臺！在變頻裝置運行或母線電壓降到安全范圍以下（24V）前，不要試圖更換變頻裝置里的保險，在電源斷開后，吸收電容器上繼續(xù)攜帶危險電壓，出于這個原因，在整流器和逆變器切斷至少5分鐘內(nèi)一定不要打開變頻裝置，否則會危及人身和設(shè)備安全！在從事目測檢查和維護工作前，確認交流供電電源已斷開并且鎖定和變頻器接地。在交流電源斷開前，變頻器和電動機二者均處在危險電壓等級，盡管當(dāng)變頻器的已經(jīng)斷開，危險電壓依然存在。需要對變頻裝置或電機維修時，請把主開關(guān)旋轉(zhuǎn)到鎖定位置，以避免錯誤操作，電機檢修時將檢修開關(guān)（安裝在電機上）打到斷開位置，以保證安全！變頻裝置不能用高阻表檢測絕緣，否則高測試電壓會損壞設(shè)備！每臺電機和控制箱必須正確連接到PE母排或PE線上！禁止解除任何軟件和硬件中的安全聯(lián)鎖！在清除故障后，要盡快恢復(fù)功能允許的旁路聯(lián)鎖。禁止非專業(yè)人員修改變頻裝置中設(shè)置的參數(shù)，否則可能損壞機械或電氣設(shè)備！在溫度大于40℃，濕度大于95%或有凝露時，必需先啟動空調(diào)機、干燥機降溫、降濕, 凝露消失后啟動變頻器和其它控制電源！系統(tǒng)主電源意外斷電半小時以上重新上電時，必須確認電氣控制柜內(nèi)無凝露！在潮濕環(huán)境下，當(dāng)電控房內(nèi)溫度低于外界環(huán)境溫度時，禁止長期打開電氣室的門，否則可能會在電氣設(shè)備上產(chǎn)生凝露！第一章 設(shè) 備 簡 介 電驅(qū)動鉆機的電氣傳動控制系統(tǒng)簡介 現(xiàn)代石油鉆機屬于大功率多工作機械聯(lián)合作業(yè)型的鉆采設(shè)備。鉆機的主體工作機械有三類主傳動設(shè)備：提升機械（絞車），實現(xiàn)鉆具和井架底座提升、下放任務(wù)；旋轉(zhuǎn)機械（轉(zhuǎn)盤、頂驅(qū)），實現(xiàn)鉆桿轉(zhuǎn)動；往復(fù)運動機械變成液體壓力（鉆井泵），實現(xiàn)泥槳循環(huán)。石油鉆機組成如圖11所示：圖11 石油鉆機組成根據(jù)鉆機主體工作機械的驅(qū)動形式分類主要有:機械驅(qū)動、液壓驅(qū)動、電驅(qū)動和混合驅(qū)動。任何一種鉆機傳動系統(tǒng)所具備的功能主要有：并車、倒車、減速增矩、變速變矩和換向等。由電氣控制系統(tǒng)完成鉆機驅(qū)動的鉆機稱為電驅(qū)動鉆機，它是依靠電氣傳動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)動力的傳遞和速度的控制。電氣傳動控制系統(tǒng)是由控制數(shù)臺柴油發(fā)電機組并網(wǎng)形成電源的發(fā)電控制系統(tǒng)、電動機調(diào)速系統(tǒng)和鉆井過程自動控制系統(tǒng)等組成。電驅(qū)動鉆機的電氣傳動控制系統(tǒng)根據(jù)傳動的特點分為兩種類型：一類是的直流控制系統(tǒng)；一類是交流變頻控制系統(tǒng)。電氣傳動控制系統(tǒng)分布框圖見圖12：圖12 BMZJ70DB電氣控制系統(tǒng)分布框圖圖12是典型的BMZJ70DB電氣控制系統(tǒng)分布框圖，無論電驅(qū)動鉆機的電氣傳動控制系統(tǒng)是何種類型，都可以分解為下列分系統(tǒng)： （1）柴油發(fā)電機組控制分系統(tǒng)； （2）整流（交流變頻）傳動控制分系統(tǒng)； （3）基于PLC的自動化監(jiān)控分系統(tǒng)； （4）電機控制中心（MCC）分系統(tǒng)； （5）司鉆臺及司鉆操作分系統(tǒng)； 圖3是典型的BMZJ70DB電氣控制系統(tǒng)原理單線圖，圖4是典型的BMZJ70D電氣控制系統(tǒng)原理單線圖：圖13 BMZJ70DB電氣控制系統(tǒng)原理單線圖 圖14 BMZJ70D電氣控制系統(tǒng)原理單線圖BMZJ70DB電氣控制系統(tǒng)概述總體概述 ZJ70/4500DB鉆機電氣控制系統(tǒng)包括柴油發(fā)電機組控制分系統(tǒng)、電氣傳動控制分系統(tǒng)、MCC分系統(tǒng)、自動化監(jiān)控分系統(tǒng)和司鉆操作分系統(tǒng)、電子防碰保護分系統(tǒng)和自動送鉆控制分系統(tǒng)等。根據(jù)ZJ70/4500DB鉆機總體要求和井場總體布局，ZJ70/4500DB鉆機電氣控制系統(tǒng)制造的設(shè)備分為ZJ70/4500DB鉆機電氣控制系統(tǒng)1房、ZJ70/4500DB鉆機電氣控制系統(tǒng)2房、司鉆控制臺和專用電纜等部分。柴油發(fā)電機組控制分系統(tǒng)包括4臺發(fā)電機組控制柜（GEN柜）和1臺綜合控制柜，用于控制4臺柴油發(fā)電機組的發(fā)電和并網(wǎng)運行。同時完成交接地檢測、功率限制、頂驅(qū)供電和主變壓器供電等功能。柴油發(fā)電機組組成的600VAC，3φ，60Hz交流母排采用接地IT系統(tǒng)。電氣傳動控制分系統(tǒng)包括2臺整流柜（SCR柜）、6臺逆變柜和2臺能耗制動柜（DWDB柜），整流柜將交流母排上的600VAC交流電轉(zhuǎn)換成直流電，通過逆變柜，實現(xiàn)一對一控制方式驅(qū)動6臺交流變頻電動機（1臺絞車用2臺800kW交流變頻電動機，1臺轉(zhuǎn)盤用1臺800kW交流變頻電動機，3臺泥漿泵用3臺1200kW交流變頻電動機）。全部系統(tǒng)的拖動性能滿足絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵的傳動要求。MCC分系統(tǒng)采用GCS型和GGS型開關(guān)柜制造，MCC分系統(tǒng)完成輔助柴油發(fā)電機組和主變壓器的電力進線，同時實現(xiàn)為循環(huán)灌區(qū)交流電機、井場其它輔助交流用電設(shè)備、照明和生活用電設(shè)施供配電。MCC分系統(tǒng)電制采用480VAC，3φ，60Hz，接地采用IT系統(tǒng)，輔助配電電制采用208VAC，3φ，60Hz，接地采用TNC系統(tǒng)。自動化監(jiān)控分系統(tǒng)以西門子PLC（S7300）為核心，通過現(xiàn)場總線將數(shù)字化設(shè)備組成PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò), 實現(xiàn)4臺發(fā)電機控制柜、2臺整流柜、6臺逆變柜自動送鉆、司鉆監(jiān)控、電子防碰等系統(tǒng)間的高速通訊，在司鉆臺上實現(xiàn)機、電、液、氣操作和運行監(jiān)控、故障報警與顯示等功能。，實現(xiàn)自動送鉆功能。司鉆操作分系統(tǒng)包括司鉆臺，司鉆臺外形尺寸控制在1100mm（長）700mm（寬）800mm（高）以內(nèi)，安裝司鉆房內(nèi)適合位置，司鉆臺同時提供應(yīng)急操作模式。全套系統(tǒng)按2座控制房設(shè)計，采用先進的工藝制造技術(shù)，電控房具有消防、防潮、密封、隔熱等適合于沙漠環(huán)境的性能，并滿足操作維修空間需要。1房房體外形尺寸：14000mm（長）3000mm（寬）3100mm（高）。 2房房體外形尺寸：9000mm（長）3000mm（寬）3100mm（高）。 主要設(shè)備及參數(shù)柴油發(fā)電機控制分系統(tǒng)控制柜（GEN柜）柴油發(fā)電機控制分系統(tǒng)包括4組GEN柜和1組綜合控制柜，每個柜體外形尺寸是500mm（寬）800mm（深）2200mm（高），并列安裝。如圖15：接地故障指示燈測試按鈕接地故障指示表接地故障指示燈機組選擇開關(guān)機組標(biāo)牌頻率表電壓表同步表同步指示燈頂驅(qū)斷路器運行指示燈運行/怠速按鈕上網(wǎng)指示燈同步含指示燈按鈕速度調(diào)節(jié)運行時間表電壓調(diào)節(jié)主變壓器斷路器指示燈無功功率表電流表斷路器發(fā)電機斷路器圖15 柴油發(fā)電機組控制柜布局圖傳動分系統(tǒng)控制柜傳動分系統(tǒng)包括2組整流單元柜(DUS柜)、6組逆變單元柜(INV柜)和2組能耗制動單元柜（BU柜）綜合控制柜，分組并列安裝。每組整流單元柜(DUS柜)柜體外形尺寸是2000mm（寬）650mm（深）2200mm（高），系統(tǒng)選用ABB公司ACS800系列產(chǎn)品的1臺2521KW整流單元組成，將交流母排上的600VAC交流電轉(zhuǎn)換成810VDC，輸出到公共直流母排上。此單元由其組成和技術(shù)參數(shù)如下： DSU柜項目參 數(shù)額定輸入電壓 3AC、600V、60Hz 額定輸入電流 2278A 額定輸出電壓 810VDC 額定輸出電流 2790A 外形尺寸 20002200644mm (WHD) 保護等級 IP54 遠程操作選擇開關(guān)單/雙主斷路器選擇開關(guān)開關(guān)復(fù)位含指示燈按鈕雙主斷路器合閘開關(guān)單主斷路器合閘開關(guān)電流選擇開關(guān)進線電源電壓表進線電源電流表故障指示燈運行指示燈輔助控制總開關(guān)圖16 整流單元柜操作面板布局圖每組逆變單元柜(INV柜)柜體外形尺寸是800mm（寬）650mm（深）2200mm（高），系統(tǒng)選用ABB公司ACS800系列產(chǎn)品的1臺1400KW逆變單元組成。此單元由其組成和技術(shù)參數(shù)如下： INV柜(絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵逆變器)項目參 數(shù)額定輸出功率 1400KW 額定輸出電壓 3AC、0～600V 輸出頻率 0～150 Hz 無過載長時連續(xù)電流 1414A 輕過載長時連續(xù)電流 1358A 重過載長時連續(xù)電流 1058A 10秒啟動輸出電流 2116A 外形尺寸(WHD) 8002200644mm 能耗制動柜逆變器進線刀閘開關(guān)，每一個逆變器配一個。逆變器面板控制器，每一個逆變器配一個。每兩個安裝在一個輔助控制柜中圖17 逆變單元柜及操作面板布局圖每組能耗制動單元柜(BU柜)柜體外形尺寸是800mm（寬）650mm（深）2200mm（高），系統(tǒng)選用ABB公司ACS800系列產(chǎn)品的1臺1600KW逆變單元組成。此單元由其組成和技術(shù)參數(shù)如下： ACS80060716007INV柜項目參 數(shù)最大制動功率 1600KW 外形尺寸(WHD) 8002200644mm 自動化分系統(tǒng)控制柜自動化監(jiān)控分系統(tǒng)以西門子PLC（S7300）為核心，通常PLC系統(tǒng)安裝在如下的柜體中。在配有工控機的分系統(tǒng)中工控機及其觸摸屏安裝在柜體的側(cè)板或面板上。 PLC擴展架或者雙PLC主機架PLC主機架PLC系統(tǒng)工作“OK”指示燈 工控機及觸摸屏柜內(nèi)布局 圖18 自動化分系統(tǒng)PLC柜布局圖司鉆房內(nèi)的綜合控制柜