ГОСТ Р 56830-2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Установки скважинных электроприводных лопастных насосов. Общие технические требования
9.2 Технические требования
9.2.1 Общие требования
9.2.1.1 Настоящие технические требования распространяются на станции управления (далее - СУ), предназначенные для управления и защиты УЭЛН.
9.2.1.2 СУ является электроустановкой. Для однозначного определения требований безопасности, основных технических требований и методов испытаний СУ по виду электроустановок относятся к низковольтным комплектным устройствам в соответствии с ГОСТ Р 51321.1.
9.2.1.3 СУ должны соответствовать требованиям настоящего стандарта, требованиям ПУЭ, ГОСТ 24607, ГОСТ 32144, ГОСТ 51321.1.
9.2.2 Требования к основным параметрам
9.2.2.1 Номинальные токи СУ
Номинальные токи СУ без частотного преобразователя определяются по номинальному току главной цепи, предназначенной для передачи электрической энергии.
Номинальные токи СУ с частотным преобразователем определяются по току на выходе частотного преобразователя.
Ряд номинальных токов СУ в соответствии с ГОСТ 6827 и ГОСТ 24607 должен соответствовать значениям, приведенным в таблице 39.
Таблица 39
Ряд номинальных токов СУ
Номинальный ток, А | |||||||
31,5 | 40,0 | 50,0 | 63,0 | 80,0 | 100 | 125 | 160 |
200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 |
1250 | 1400 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 | - | - |
Номинальные токи приведены для частоты 50 Гц.
При выполнении выходного фильтра СУ в виде отдельного шкафа ряд номинальных токов выходных фильтров должен соответствовать указанным значениям.
9.2.2.2 СУ ЧР должна обеспечивать регулирование частоты вращения ротора подключаемого двухполюсного ПЭД до 70 Гц или до 4200 об/мин.
9.2.2.3 СУ ВД должна обеспечивать регулирование частоты вращения ротора подключаемого ПВЭД до 6000 об/мин.
9.2.2.4 Напряжение питания должно соответствовать следующим требованиям:
питающая сеть трехфазная, номинальное напряжение 380 В, частота 50 Гц, с глухозаземленной нейтралью;
в отношении мер безопасности питающая сеть должна соответствовать системе TN-S;
отклонение напряжения, несинусоидальность напряжения, отклонения частоты и другие показатели напряжения питания должны соответствовать ГОСТ 32144.
9.2.2.5 Напряжение на выходе СУ должно соответствовать следующим требованиям.
Для СУ ЧР:
- коэффициент искажения синусоидальности напряжения должен быть не более 5% при загрузке СУ в диапазоне от 60% до 100% номинального тока и рабочем частотном диапазоне от 40 до 70 Гц;
- максимальная частота напряжения на выходе СУ должна быть до 70 Гц.
Для СУ ВД:
- напряжение на выходе СУ должно соответствовать требованиям к подключаемому ПВЭД;
- максимальная частота напряжения на выходе СУ должна обеспечивать рабочий частотный диапазон вращения ротора ПВЭД от 2000 до 6000 об/мин.
9.2.2.6 Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ1 по ГОСТ 15150 (температура окружающей среды от минус 60 °C до 50 °C, относительная влажность воздуха 80% при температуре 25 °C).
9.2.2.7 В качестве коммутационного аппарата для СУПП и СУ МП необходимо применять электромагнитный контактор, не уступающий по износостойкости следующим параметрам:
- механическая износостойкость не менее 1,6·106 циклов ВО;
- коммутационная износостойкость главных контактов не менее 0,5·106 циклов ВО.
9.2.2.8 КПД СУ ЧР и СУ ВД должен быть не менее 0,9 при загрузке СУ в диапазоне от 60% до 100% номинального тока.
9.2.2.9 Коэффициент мощности СУ ЧР и СУ ВД 
должен быть не менее 0,9 при загрузке СУ в диапазоне от 60% до 100% номинального тока.
9.2.2.10 Управление СУ должно осуществляться перепрограммируемым микропроцессорным контроллером с коммуникационными портами RS485, поддерживающим протокол Modbus RTU, RS232 и USB.
9.2.3 Требования к конструкции
9.2.3.1 Конструкция СУ должна быть ремонтопригодной и безопасной в обслуживании за счет использования разъемных соединений отдельных аппаратов и блоков без демонтажа других составных частей. Функциональные блоки, панели и ячейки СУ и места их установки должны иметь конструктивные элементы (направляющие, разъемы, штыри и др.) и (или) соответствующие надписи, предотвращающие неправильную установку блоков, панелей, ячеек.
9.2.3.2 Наружные двери СУ должны иметь замки, обеспечивающие при запирании плотный контакт прилегающих плоскостей двери и корпуса СУ.
9.2.3.3 Обязательно наличие антикоррозионного покрытия всех элементов цепей заземления.
9.2.3.4 Силовая часть СУ 400 А и более должна быть в шинном исполнении. Допускается в отдельных технически обоснованных случаях применение гибких перемычек, исключающих перегрев соединений. Оконцовка гибких перемычек должна быть произведена механическим обжатием. Места проходов гибких перемычек внутри корпуса СУ должны быть оснащены специальными протекторами, исключающими повреждение изоляции и замыкание на корпус.
9.2.3.5 Зажимы для подсоединения нулевых рабочих проводников должны быть надежно соединены с корпусом станции и допускать присоединение проводников с медной жилой сечением не менее сечения фазного провода, но не менее 16 мм2.
9.2.3.6 Конструкция шкафов СУ должна обеспечивать при открывании дверей свободный доступ ко всем основным аппаратам и блокам станции с возможностью ревизии и протяжки разъемных электрических соединений.
9.2.3.7 СУ должна иметь наружные световые индикаторы режимов: "Работа" (зеленый), "Ожидание" (желтый), "Останов" (красный), а также индикатор "Подогрев" для индикации включения подогрева контроллера и шкафа СУ (при наличии подогрева). Наружные световые индикаторы режимов СУ должны устанавливаться за дверью отсека управления шкафа и позволять контролировать состояние станции без открытия двери.
9.2.3.8 Отображение всех параметров работы СУ, сообщения о состоянии, срабатывании защит, значения рабочих параметров и т.д. должно осуществляться на дисплее в текстовом виде на русском языке, без использования числовых кодов или символов, требующих расшифровки. Допускаются общепринятые обозначения параметров.
9.2.3.9 Наружное покрытие СУ должно выполняться методом порошковой окраски. Допускается окраска лакокрасочными материалами иными методами, не уступающими методу порошковой окраски по защите металла от коррозии и прочих воздействий окружающей среды.
9.2.3.10 Подключение силовых кабелей сети, фаз обмотки НН и нуля обмотки ВН трансформатора должно осуществляться болтовыми соединениями в специальном запирающемся отсеке, расположенном в верхней части задней стенки шкафа СУ. Отсек для подключения силовых кабелей должен быть конструктивно разделен на две части, отдельно для входных и выходных клемм. Шкаф СУ должен иметь приспособления для крепления силовых кабелей к станции, а также резиновые уплотнения или другие приспособления для герметизации всех входных и выходных отверстий СУ.
9.2.3.11 Конструкция СУ должна позволять производить все внешние подключения без необходимости вскрытия лицевых дверей станции. Подключения кабелей внешних устройств и связи (системы телеметрии, контактного манометра, диспетчеризации, порт интерфейса RS485) должны осуществляться к клеммникам в отдельном запирающемся отсеке на задней или боковой стенках шкафа.
9.2.3.12 На внутренней стороне двери шкафа должна быть установлена табличка с принципиальной электрической схемой устройства; на внутренней стороне двери панели управления - структура меню контроллера СУ.
В СУ, на панели управления, должно быть предусмотрено приспособление из прозрачного материала (например: оргстекло) для размещения эксплуатационных бирок с возможностью их просмотра без извлечения, обеспечивающее защиту от попадания атмосферных осадков (степень защиты IP23).
9.2.3.13 Конструкция СУ и схема внешних подключений должны исключать ввод кабелей с вторичной обмотки повышающего трансформатора (кроме цепи измерения сопротивления изоляции). Измерение тока погружного электродвигателя должно осуществляться в первичной цепи повышающего трансформатора и пересчитываться в рабочий ток двигателя контроллером по специальной программе.
9.2.3.14 Конструкция СУ должна иметь защищенное шкафное исполнение для наружной установки на специально подготовленную монтажную площадку или постамент. Не допускается поставка СУ, которые устанавливаются на трансформатор или столбы-опоры. Дно шкафа СУ должно находиться на высоте не менее 100 мм от поверхности монтажной площадки. Для удобства эксплуатации в шкафу должны устанавливаться фонарь освещения и розетка электропитания 220 В, 50 Гц, 6 А.
9.2.3.15 Конструкция СУ должна быть вандалоустойчивой. Корпус, съемные крышки, двери шкафов и запорные устройства должны обеспечивать надежную защиту внутреннего оборудования, элементов внешнего подключения и органов управления.
9.2.3.16 Система вентиляции и охлаждения СУ должна исключать попадание атмосферных осадков на изоляцию и токоведущие части.
9.2.3.17 Конструкция зажимов, для подключения кабеля в СУ, должна позволять использовать кабели сечением, соответствующим номинальному току СУ, без напаивания специальных наконечников.
9.2.3.18 Двери СУ должны иметь фиксацию в открытом состоянии.
9.2.3.19 Конструкция СУ должна предусматривать наличие свободного места и специальное крепление, в соответствии с приложением П, для установки наземного блока погружной телеметрии (СПТН). В СУ в отсеке установки СПТН должен быть предусмотрен разъем DB-9F на кабеле необходимой длины.
Контроллер должен обрабатывать сигналы:
1) по аналоговому входу от 0 до 10 В, от 4 до 20 мА;
2) по цифровому входу - вход скважинных параметров (температура, давление, вибрация, скорость вращения вала ПЭД (ПВЭД), сопротивление цепи "ПЭД (ПВЭД)-кабель-ТМПН" и т.д.) по порту RS-485.
Должна быть обеспечена стыковка контроллера СУ с протоколами данных систем погружной телеметрии (далее СПТ) различных производителей.
9.2.3.20 Контроллер СУ должен обеспечить отображение, измерение и запись следующих параметров системы погружной телеметрии (таблица 40).
Таблица 40
Параметры измерений и записи контроллера СУ
Параметр СПТ | Дискретность |
Температура пластовой жидкости, °C | 1 |
Температура масла ПЭД (ПВЭД), °C | 1 |
Сопротивление изоляции, кОм | 1 |
Давление пластовой жидкости, МПа (кгс/см2) | 0,1 (1,0) |
Давление масла ПЭД (ПВЭД), МПа (кгс/см2) | 0,1 (1,0) |
Давление пластовой жидкости (для датчика повышенной точности измерения), МПа (кгс/см2) | 0,001 (0,01) |
Виброускорение (по трем осям, комплексное значение), м/с2 | 1 |
Температура обмотки ПЭД (ПВЭД), °C | 1 |
Температура жидкости на выкиде ПЭД (ПВЭД), °C | 1 |
Давление жидкости на выкиде погружного насоса, МПа (кгс/см2) | 0,1 (1) |
Расход жидкости, м3/сут | 0,1 (1) |
9.2.3.21 СУ должны полностью удовлетворять требованиям по устойчивости к электромагнитным помехам в соответствии с ГОСТ 30804.6.2.
9.2.3.22 СУ должны полностью удовлетворять требованиям по излучению электромагнитных помех в питающую сеть в соответствии с ГОСТ 30804.6.4.
9.2.4 Требования к электрической изоляции
Изоляция электрических цепей СУ должна выдерживать в течение 1 мин испытательное напряжение частотой 50 Гц:
- 2000 В - для цепей с рабочим напряжением от 60 до 300 В;
- 2500 В - для цепей с рабочим напряжением от 300 до 660 В;
- 7500 В - для цепей подключения к обмотке высокого напряжения ТМПН.
9.2.5 Требования к функциональным возможностям
9.2.5.1 СУ должна обеспечивать:
- включение и отключение электродвигателя;
- возможность управления электродвигателем по параметрам, получаемым от погружного блока СПТ;
- возможность просмотра текущих параметров работы СУ и СПТ, изменения уставок защит с диспетчерского пункта с помощью средств телемеханики через порт RS485;
- работу двигателя насосной установки в режимах "ручной", "автоматический" и "автоматический по задаваемой временной программе";
- автоматическое включение электродвигателя с регулируемой выдержкой времени при подаче напряжения питания;
- определение порядка чередования фаз питающего напряжения;
- запрещение включения электродвигателя при восстановлении напряжения питающей сети с нарушением порядка чередования фаз;
- запрещение включения электродвигателя при напряжении питающей сети выше или ниже заданных величин;
- отключение электродвигателя при перегрузке любой из фаз с выбором максимального тока фазы по амперсекундной характеристике;
- отключение электродвигателя при отклонении напряжения питающей сети выше или ниже заданных уставок, с автоматическим повторным включением электродвигателя после восстановления напряжения;
- отключение электродвигателя при недогрузке любой из фаз с выбором минимального активного тока фазы с заданной выдержкой времени на срабатывание защиты;
- автоматическое повторное включение электродвигателя после его отключения защитой от недогрузки с заданной выдержкой времени;
- выбор режима работы с автоматическим повторным включением после срабатывания защиты от недогрузки или без автоматического повторного включения;
- запрет включения ПЭД при турбинном вращении с выбором частоты, превышающей допустимую;
- выбор режима работы с автоматическим периодическим включением и отключением насосной установки по задаваемой временной программе;
- непрерывный контроль сопротивления изоляции системы "погружной электродвигатель - кабель" с отключением электродвигателя при снижении сопротивления изоляции до 20 кОм;
- возможность работы установки при сниженном сопротивлении изоляции (ниже 20 кОм) системы "кабель - погружной электродвигатель" с быстродействующим отключением при перегрузке;
- световую сигнализацию контроллера о причине отключения с отображением параметров и времени, при котором оно произошло;
- наружную световую сигнализацию об аварийном отключении;
- ручное деблокирование запоминания отключения;
- контроль тока электродвигателя и контроль напряжения сети;
- возможность настройки на месте эксплуатации защит от перегрузки и недогрузки, от превышения и снижения напряжения сети;
- встроенную энергонезависимую память для регистрации текущих параметров при работе электродвигателя, включая показания системы погружной телеметрии;
- отображение на цифровом индикаторе текущих значений тока электродвигателя, питающего напряжения, загрузки электродвигателя (% от активного номинального тока), значений всех установленных параметров и текущих режимов работы (включая показания системы погружной телеметрии), в том числе и срабатывание конкретных защит, а также индикация обратного отсчета времени в минутах до включения электродвигателя при работе в автоматическом режиме;
- возможность фиксирования времени и причины включения и отключения электродвигателя;
- отключение и запрет включения ПЭД (ПВЭД) при превышении выбранной уставки дисбаланса напряжения питающей сети;
- отключение при превышении выбранной уставки дисбаланса токов электродвигателя;
- отключение при отклонении от заданных уставок температуры ПЭД (ПВЭД), давления, и вибрации УЭЛН;
- регистрацию текущих параметров работы, изменения уставок СУ, показаний системы погружной телеметрии с отображением в журнале событий программы контроллера и фиксацией с указанием даты и времени значений изменяемого параметра до и после перенастройки с заданной дискретностью, а также источника изменения (местный/дистанционный);
- сохранение заданных параметров работы и накопленной информации при отсутствии напряжения питания;
- отображение текущих значений времени и даты, энергонезависимое функционирование часов реального времени при отсутствии внешнего источника питания. Перевод на зимнее/летнее время должен осуществляться автоматически. Автоматический перевод должен иметь возможность отключения;
- регулируемую задержку АПВ отдельно для каждого типа защиты;
- возможность выбора режима с АПВ или с блокировкой АПВ после срабатывания для каждой защиты (кроме максимальной токовой защиты);
- передачу накопленной информации считывающему устройству через порты RS485, RS232 или USB с возможностью дальнейшего преобразования считанной информации на ПК. Порты RS485, RS232 и USB для передачи информации должны иметь технологические заглушки, предотвращающие попадание атмосферных осадков и механические повреждения. Конструкция технологических заглушек должна исключать возможность их утери в процессе эксплуатации (откидная заглушка, заглушка на цепочке и т.п.);
- блокировку уставок контроллера электронным ключом (пароль доступа);
- возможность перепрограммирования контроллера без остановки СУ.
9.2.5.2 СУ МП должна дополнительно к 9.2.5.1 обеспечивать следующие режимы работы и защиты:
- плавный пуск (разгон с заданной кратностью номинального тока ПЭД (ПВЭД));
- толчковый режим работы;
- режим с полным прямым включением (запуск через байпасный контактор);
- установка начального пускового тока, в процентах от номинального тока двигателя;
- установка заданного времени разгона (плавного увеличения выходного напряжения до номинального значения;
- установка времени задержки контроля параметров и срабатывания защит на период разгона;
- установка допустимого времени нахождения в пусковом режиме.
9.2.5.3 СУ ЧР должны дополнительно к 9.2.5.1 обеспечивать:
- принудительное воздушное охлаждение с автоматическим включением/отключением вентиляторов;
- ручное управление частотой вращения асинхронного двигателя органами управления контроллера СУ и дистанционное с диспетчерского пульта управления;
- плавный разгон и торможение асинхронного двигателя с заданным темпом;
- реверсирование асинхронного двигателя без его отключения с плавным уменьшением скорости вращения до нуля и последующим плавным разгоном в противоположном направлении;
- работу в режимах ослабления поля при скоростях вращения выше номинальных;
- обеспечение торможения ПЭД при наличии турбинного вращения с последующим его запуском на прямое вращение (режим "подхвата ротора").
9.2.5.4 СУ ВД должны дополнительно к 9.2.5.1 и 9.2.5.3 обеспечивать:
- работу в комплекте с вентильными электродвигателями различных производителей;
- контроллер должен обеспечивать функцию переключения управления вентильными электродвигателями различных производителей.
9.2.5.5 СУ АВ должны дополнительно к 9.2.5.1, 9.2.5.3 и 9.2.5.4 обеспечивать:
- контроллер СУ АВ должен обеспечивать функцию переключения управления асинхронными ПЭД и вентильными ПВЭД.
9.2.5.6 СУ ИС должны обеспечивать интерактивное управление режимами работы УЭЛН по результатам регистрации и оценки индикаторов (сигналов системы погружной телеметрии, тока ПЭД (ПВЭД), момента на валу ПЭД (ПВЭД) и т.д.) в соответствии с заданными алгоритмами в автономном режиме. СУ ИС дополнительно к 9.2.5.1, 9.2.5.3, 9.2.5.4 и 9.2.5.5 должны обеспечивать:
- автоматический вывод УЭЛН на режим по заданной программе;
- режим работы УЭЛН с максимальным дебитом;
- режим автоматического поддержания значения технологического параметра (давления, температуры, динамического уровня) путем изменения выходной частоты СУ ЧР;
- режим автоматического поддержания заданного тока ПЭД (ПВЭД) путем изменения выходной частоты СУ ЧР;
- режим автоматической оптимизации потребления электроэнергии;
- режим работы на границе срыва подачи (предотвращение остановок от срыва подачи по напору, срыва подачи по газу и т.д.);
- уход от аварийных режимов работы;
- уход от провалов сети;
- циклический режим работы УЭЛН;
- автоматический переход из циклического режима в непрерывный при определении условий для работы в непрерывном режиме.
Интеллектуальная система управления обеспечивает указанные алгоритмы на основе активной оценки информации, полученной от системы датчиков о состоянии системы, объекта управления (УЭЛН) и окружающей среды.
9.2.6 Комплектность поставки
9.2.6.1 СУ должны поставляться комплектно. В комплект поставки должны входить:
- станция управления;
- паспорт на изделие;
- протокол приемо-сдаточных испытаний;
- ключи к дверям СУ в количестве 2 шт.
9.2.6.2 Документация, входящая в комплект поставки, должна быть уложена в герметичный пакет из полиэтиленовой пленки (влагонепроницаемую упаковку) и надежно закреплена в доступном месте СУ.
9.2.6.3 В комплект поставки на партию СУ должны входить:
- устройство считывания и ввода параметров;
- технические условия;
- руководство по эксплуатации;
- схема электрическая принципиальная СУ;
- схема электрическая контроллера;
- схема внешних подключений СУ;
- программный продукт для перепрограммирования ПЗУ контроллера;
- программный продукт для просмотра архивов считанной информации.
9.2.7 Маркировка
9.2.7.1 СУ должна иметь маркировку с указанием:
- товарного знака предприятия-изготовителя;
- типа станции (условного обозначения);
- заводского номера;
- месяца и года выпуска;
- основных технических характеристик;
- степени защиты по ГОСТ 14254;
- массы в килограммах.
9.2.7.2 Заводская табличка с маркировкой СУ должна быть установлена на несъемной части СУ и должна быть хорошо читаема. Табличка должна изготавливаться из нержавеющей стали, либо из другого коррозионно-стойкого материала и крепиться заклепками из такого же материала.
9.2.7.3 Элементы внешнего подключения, аппараты и оборудование внутри шкафа СУ с элементами их электрических связей должны иметь четкую маркировку и обозначение в соответствии с обозначениями принципиальной электрической схемы станции.
Подписаться на обновления