崔新國　王盛　田學(xué)軍

摘 要：采油廠的主要任務(wù)、功能就是采油，而現(xiàn)階段采油的主要方式是機(jī)械采油，所以電氣控制設(shè)施不可或缺地成為采油的重要輔助設(shè)備。在生產(chǎn)中應(yīng)避免出現(xiàn)因電力系統(tǒng)的晃電而對抽油、輸油等設(shè)備的正常生產(chǎn)產(chǎn)生干擾的問題，通過對油井控制電路電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了短時電網(wǎng)系統(tǒng)晃電，接觸器或繼電器不動作，電機(jī)欠失壓保護(hù)更全面，改進(jìn)電動機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)存在的弊端。避免電網(wǎng)系統(tǒng)晃電對油井正常生產(chǎn)造成的影響。

關(guān)鍵詞：晃電 交流接觸器 時間繼電器 延時

中圖分類號：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-01

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于雷電、短路故障重合閘、企業(yè)外部或內(nèi)部電網(wǎng)故障、大型設(shè)備啟動等原因，會造成電壓瞬間較大幅度波動或短時斷電又恢復(fù)，這種現(xiàn)象通常稱為“晃電”?；坞娭饕幸韵聨追N情況：（1）電壓驟降、驟升。（2）電壓閃變。（3）短時斷電。持續(xù)時間在0.5個周期至3 s的供電中斷（如備用電自投、重合閘等）。其中電壓短時中斷占大部分。此類晃電會引起帶失壓脫扣器的斷路器跳閘，也會引起由交流接觸器控制的電氣設(shè)備跳閘停機(jī)。

1 晃電對生產(chǎn)裝置的影響

隨著電網(wǎng)的發(fā)展、容量及規(guī)模的不斷擴(kuò)大，晃電現(xiàn)象發(fā)生的頻率越來越多，由于現(xiàn)代化工礦企業(yè)生產(chǎn)裝置的規(guī)模越來越大，晃電持續(xù)時間雖然比較短，但對生產(chǎn)的影響卻十分巨大。盡管許多重要線路都裝有備用電源自投或低電壓快切裝置，來保證供電電源的可靠性，但由于接觸器的釋放時間只有20～60毫秒，而備用電源自投、線路重合閘繼電器、低電壓快切的動作時間都大于接觸器的釋放時間，致使電動機(jī)停機(jī)。如何解決原本運(yùn)行的電動機(jī)能在允許的時間內(nèi)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，是保障生產(chǎn)裝置連續(xù)性的關(guān)鍵。問題：電機(jī)自控箱普遍使用交流接觸器來控制電動機(jī)主電路的通斷，交流接觸器線圈相當(dāng)于一個電感線圈，具有一定的續(xù)流能力，但當(dāng)系統(tǒng)晃電電壓低于其額定工作電壓時，線圈磁通減弱、吸力下降，其力量不足以克服接觸器反作用彈簧的推力，交流接觸器主觸頭分開，電動機(jī)失電，抽油機(jī)停機(jī)。

2 交流接觸器問題的分析及解決方案

2.1 針對以上問題的調(diào)查分析

當(dāng)發(fā)生晃電后如果電壓下降到交流接觸器的釋放電壓及持續(xù)時間超過釋放時間時（>80 ms），接觸器立即釋放，此時即使電壓恢復(fù)，電動機(jī)也無法恢復(fù)運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況分析，當(dāng)晃電時，如果失去電壓的時間小于3 s，電動機(jī)拖動的設(shè)備由于慣性原因，轉(zhuǎn)速不會出現(xiàn)明顯下降，此時電壓恢復(fù)后，電動機(jī)電流幼小幅度過沖后便恢復(fù)到運(yùn)行值。當(dāng)電壓恢復(fù)后如果能利用抗晃電裝置，將所有本來正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)啟動起來，就可以降低對生產(chǎn)造成的影響。一般情況下，從失電到電動機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動一般需要5～15 s，而晃電時間一般不超過1.25 s，此時電動機(jī)轉(zhuǎn)速尚未下降很多，此時啟動電動機(jī)，啟動電流比正常啟動要小得多，對電網(wǎng)的沖擊也小得多。經(jīng)過調(diào)查，市場已經(jīng)有防晃電產(chǎn)品，主要有兩種，一種是防晃電交流接觸器，其主要原理均為電源正常時利用阻容儲能裝置儲能，當(dāng)有“晃電”發(fā)生使電壓降到接觸器的維持電壓以下時，控制模塊開始工作，以儲能釋放的形式保持接觸器繼續(xù)吸合，避免交流接觸器跳閘，當(dāng)電源電壓恢復(fù)后，控制模塊又轉(zhuǎn)入儲能狀態(tài)。此類控制器廠家要求接觸器的電氣接線應(yīng)嚴(yán)格按要求進(jìn)行，當(dāng)出現(xiàn)接線錯誤，晃電保護(hù)將不能正常工作！其有以下缺點(diǎn)：（1）控制線路變動較大，線路改造較為復(fù)雜；（2）無法控制抗晃電功能的啟用與停用；（3）由于交流接觸器一直保持吸合，電動機(jī)一直接在電網(wǎng)中，延緩了系統(tǒng)電壓恢復(fù)；（4）專用交流接觸器，通用性較差。另外一種是再起動控制器，由加拿大VPT公司生產(chǎn)的MRR電機(jī)再起動控制器。其核心器件是單片機(jī)，裝置實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)電壓和電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)波動，現(xiàn)場運(yùn)行電動機(jī)因電網(wǎng)波動停機(jī)，在允許時間內(nèi)，電網(wǎng)又恢復(fù)正常后，自動按預(yù)先設(shè)定的次序分批啟動。如果電壓波動或中斷時間超過允許值，則自動閉鎖自動程序，以免發(fā)生事故。MRR的功能可以滿足生產(chǎn)要求，但設(shè)備體積較大，一般的MNS型配電柜抽屜單元無法安裝，另外其價格較為昂貴，所以沒有采用。

2.2 解決方案

經(jīng)過分析與實(shí)驗，我采用LA3-D型空氣延時頭來改造電路，形成一種抗晃電的電路，可以達(dá)到我們的要求。LA3-D型空氣延時頭其本身不帶線圈，可以是配合JZC4，CJX2系列等常見的交流接觸器組合成延時接觸器，時間繼電器模塊的觸點(diǎn)為延時開啟動合觸點(diǎn)，延時時間0.1～30 s。把空氣延時頭的觸點(diǎn)并聯(lián)到交流接觸器的自保持觸點(diǎn)上，當(dāng)電壓恢復(fù)后能把電機(jī)啟動起來。其組合形式如圖1所示：（圖中虛線為新增的電路部分）。

2.3 參數(shù)設(shè)置

其延時時間要和斷路器配合，比斷路器時間稍短即可，綜合各方面要求，將其設(shè)置為4秒鐘，超過4秒則KT斷開電機(jī)不在自動啟動。

2.4 電路動作過程

控制旋鈕SA未閉合時，該電路為普通直接啟動電路，可正常操作?？刂菩oSA閉合，此時抗晃電部分投入運(yùn)行，順時針旋轉(zhuǎn)操作柱把手，SB2閉合，此時由FU1→FR→SB1→SB2→KM→FU2形成閉合回路，交流接觸器KM線圈得電動作，KM的主觸頭閉合電動機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，KM的輔助觸頭閉合，空氣延時頭的常開觸頭KT閉合。逆時針轉(zhuǎn)操作柱把手，SB1斷開，KM失電斷開，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生晃電時，系統(tǒng)失電，交流接觸器KM斷開，此時空氣延時頭觸點(diǎn)KT保持閉合，當(dāng)系統(tǒng)電壓在設(shè)定的時間內(nèi)回復(fù)后，此時經(jīng)FU1→ FR→SB1→SB2→KM→FU2形成回路交流接觸器KM線圈得電動作，KM的主觸頭閉合電動機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，KM的輔助觸頭閉合，空氣延時頭的常開觸頭KT閉合，完成晃電再啟動動作。如果系統(tǒng)發(fā)生晃電后，系統(tǒng)電壓未在設(shè)定時間內(nèi)恢復(fù)，則KT斷開（沒有kt的線路圖），不會再啟動。

2.5 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

該電路有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）模塊體積小，安裝方便。（2）對原控制電路改動小。（3）旋鈕（看文字，旋鈕和sb2連鎖運(yùn)行）可以非常方便的實(shí)現(xiàn)防晃電電路的投入與退出，不影響電路的原有功能。（4）價格便宜、投資少。

3 結(jié)語

通過對交流接觸器控制線路的改造，基本上消除了原來系統(tǒng)晃電造成的電動機(jī)停運(yùn)，大大減少了原來由于電動機(jī)停運(yùn)造成的抽油機(jī)停機(jī)而引起的產(chǎn)量損失，極大地提高了油井的采油時率。該技術(shù)具有普遍性，可以用來改造電動機(jī)控制線路，提高系統(tǒng)抗晃點(diǎn)能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 電機(jī)及電力拖動[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2] 常用電工電子技術(shù)手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.