Автоматическое управление насосными установками СКН осуществляется блоком управления типа БУС-ЗМ. Блок управления БУС-ЗМ состоит из следующих основных частей: силовой части, предназначенной дЛя управления электродвигателем станка-качалки; блока управления и защиты (БУЗ), обеспечивающего формирование сигналов управления, контроль состояния оборудования станка-качалки и формирование сигнала аварийного отключения; первичного преобразователя давления (ППД), предназначенного для формирования аварийного сигнала при повышении или понижении давления в выкидном трубопроводе. Структурная схема БУЗ изображена на рис. 120;/БУЗ состоит из устройств управления, защиты и питания.
устройство управления включает в себя: формирователь сигналов времени (ФСВ); задатчик времени (ЗВ); логическую схему управления (ЛСУ); усилители мощности сигналов управления (УМСУ)7/фСВ предназначен для формирования сигналов времени: задержки самозапуска от 10 до 70 с, съема блокировки от 1 до 7, работы и остановки от 1 до 29 ч при программном управлений периодической работой станка-качалки. При этом ЗВ обеспечивает задание требуемых сигналов времёни задержки самозапуска, съема блокировки, работы и остановки, обеспечивает формирование сигналов на включение электродвигателя при восстановлении напряжения в сети после перерыва в снабжении электроэнергией, на включение и пгключение электродвигателя в программном режиме работы, а также выдачу сигналов блокировки защиты предназначены для формирования релейных сигналов управления электродвигателем: включения от ЛСУ и от контролируемого пункта (КП) системы телемеханики; отключения от ЛСУ, от КП системы телемеханики и аварийного сигнала устройства зашиты.
Устройство защиты состоит из аналогового преобразователя мощности, включающего в себя формирователь сигнала мгновенной мощности (ФСММ) и формирователь сигнала активной мощности (ФСАМ) цифрового анализатора мощности, котором имеются преобразователь в число-импульсный код (ЧИК), формирователь цикла измерений (Ф1ДИ), счетное устройство (СУ), схема сравнения (СС), задатчик уставки перегруз» недогруз и цифровой индикатор; схемы задержки отключения (СЗО); схемы блокировки (СБ); схемы съема блокировки (ССБ); схемы контроля максимальных перегрузок (СКМП); схемы контроля цикла измерения (СКЦИ); усилителя мощности сигналов аварии (УМСА)Л7
Аналоговый преобразователь мощности предназначен для формирования сигнала активной мощности, потребляемой электродвигателем. ФСММ обеспечивает аналоговое перемножение токового сигналя, поступающего со вторичной обмотки трансформатора тока, и сигнала напряжения, поступающего с устройства питания. Входной сигнал напряжения формируется устройством питания от фазы трехфазной сети питания электродвигателя, в цепи которой установлен однофазный трансформатор тока. На входе ФСММ формируется сигнал мгновенной мощности в виде напряжения частотой 100 Гц. ФСАМ формирует сигнал активной мощности Ра в виде напряжения с периодом колебаний, равным времени цикла работы СКН, путем выделения огибающей сигнала мгновенной мощности.
Цифровой анализатор мощности обеспечивает контроль отклонения активной мощности в течение каждого цикла станка-качалки от значения, измеренного в нормальном режиме работы СКН, и формирует сигнал аварийного отключения электродвигателя с задержкой при изменении мощности за заданные уставки перегруз, недогруз.
Контроль отклонения мощности осуществляется путем преобразования dP/dt на заданных участках кривой мощности электродвигателя в число-импульсный код, определения и фиксации числа импульсов в нормальном режиме работы станка-качалки в течение одного цикла измерения. Затем в каждомоследующем цикле измерения определяют текущее число импульсов и сравнивают полученное значение с заданным, соответствующим нормальному режиму работы.
Длительность цикла измерения выбрана равной циклу работы СКН. Преобразование dP/dt в ЧИК осуществляется сравнением кривой мощности в течение каждого цикла измерения с двумя уставками по уровню UA и UB, определением длительности промежутков времени нахождения участков кривой мощности между двумя заданными уровнями и измерением этих длительностей путем заполнения их импульсами частотой 100 Гц. На выходе преобразователя dP/dt в ЧИК за один цикл измерения формируются последовательно четыре серии импульсов. Уровни Uа и Ub устанавливаются такой величины, чтобы при нормальном режиме работы СКН за цикл измерения на счетное устройство приходило 100 ±5 импульсов. Счетное устройство считает импульсы с выхода преобразователя dP/dt в ЧИК, и в конце цикла измерения на выходе его формируется число ∆n =100—n где п — текущее число импульсов с выхода преобразователя в ЧИК за один цикл измерения. По окончании цикла измерения формирователь цикла измерения формирует сигнал «Синхронизация», по которому в схеме сравнения выявляется отклонение числа An от заданной уставки перегруз, недогруз. Если число An больше этих уставок, то на выходе СС формируется аварийный сигнал, по которому в схеме задержки запоминается степень перегрузки или недогрузки электродвигателя путем запоминания цифры старшего разряда числа An. По окончании сигнала «Синхронизация» ФЦМ формирует сигнал «Уст. 100», по которому СУ устанавливается в исходное состояние для подсчета импульсов в следующем цикле измерения. В том случае, если аварийные сигналы на выходе СС формируются в каждом последующем цикле измерения, на выходе СЗО формируется аварийный сигнал через время задержки, обратно пропорциональное степени перегрузки или недогрузки электродвигателя, т. е. числу ∆n
Схема блокировки обеспечивает блокировку защиты в переходном режиме работы станка-качалки до восстановления установившегося режима. Ввод сигнала блокировки осуществляется автоматически при пуске станка-качалки по сигналу «Блокировка 1», а также по сигналу «Блокировка 2» — при остановке станка-качалки. Ввод сигнала блокировки при пуске обеспечивав включение электродвигателя СКН при наличии переходного режима работы СКН после длительных простоев, вызывающих временное отклонение режима работы СКН от нормального. Схема объема блокировки обеспечивает автоматический , съем блокировки при установлении нормального режима работы СКН после пуска его или через установленное задатчиком время, если нормальный режим не восстанавливается (например, при возникновении аварии во время переходного режима работы).
Автоматический съем блокировки осуществляется следующим образом. Если после пуска СКН через определенное время, характерное для каждой скважины, устанавливается нормальный режим работы, то с выхода СС прекращается поступление сигналов в ССБ и по метке времени 0,01 Г на выходе ССБ формируется сигнал «Съем блокировки»
Схема контроля максимальных перегрузок обеспечивает защиту электродвигателя станка-качалки при максимальных перегрузках. Время задержки отключения при этом равно 1 с Схема контроля цикла измерения формирует аварийный сигнал при обрыве фазы А электродвигателя и обрыве ремней При этом кривая активной мощности Рг опускается ниже заданной уставки ив, прекращается формирование импульсных сигналов по уровню О в, поступающих на | вход СКЦИ, и по метке времени 0,01 Г на выходе СКЦИ формируется аварийный сигнал через время задержки, равное 30 с. Аварийные сигналы с выхода СЗО, СКМП и СКЦИ поступают в усилитель мощности сигналов аварии, который формирует релейный! сигнал аварийного отключения на вход УМСУ, и в систему телемеханики, а также обеспечивает запоминание аварии и ее индикацию. Съем аварии осуществляется от кнопки «Съем аварии», расположенной в блоке БУЗ, или от кнопки, расположенной на БУС-ЗМ. Первичный преобразователь давления формирует сигнал в УМСА при отклонении давления в выкидном трубопроводе за заданные уставки.
Силовая часть предназначена для коммутации цепей электродвигателя станка-качалки и защиты его от токов короткого замыкания. Силовая часть состоит из устройства управления, включающего в себя магнитный пускатель и кнопки управления, переключателя режима работы, трансформатора тока (ТТ), автоматического выключателя S, обеспечивающего защиту от токов короткого замыкания, коммутационных силовых элементов
Схема блока управления и защиты БУС-3М :
