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天津瑞灵自动化工程有限公司石油项目培训资料初级班前言感谢您使用瑞灵公司推出的传动产品！为了方便初级使用者对交流变频调速器的了解和正确使用，我们编写了这本资料。当然，更深入的理解和正确的维修变频器还应当进入中级班学习。培训对象：司钻、后车大班、柴油机司机。培训内容：交、直流钻机的正确操作及系统组成，简单故障的识别。培训目标：能够熟练的掌握电动钻机的操作方法和简单故障的处理。系统的组成系统由四个部分组成即：电源（发电机控制）、SCR或VFD、MCC及低压配电、司钻房。国内工业环境中的电源主要使用的是3AC400V-600V（分三个等级即400V、500V、600V）50/60HZ的三相交流电网—由发电机或工业电网产生。瑞灵公司对6SE70书本型和装机装柜型装置提供电压等级为400V的产品；对6SE71变频调速柜提供电压等级为400V、500V、600V的全功率范围的产品。系统的组成SCR或VFD：由多个直流调速装置或变频器组成，可通过PLC、硬线对其控制，满足钻井工况主驱动调速的需求。MCC：电机控制中心，其中主要是软启动部分，实现对大功率电机的降压起动。司钻房：是整个电控系统的操作控制中心，不仅包括主传动还包括部分MCC（灌注泵、罐底泵）基础知识１、三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。２、一次设备：直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。基础知识３、二次设备：对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。4、负荷开关：负荷开关的构造与隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。基础知识5、空气断路器（自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于500V以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。6、母线：电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。基础知识7、电流互感器：又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。8、变压器：一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。9、接地线：是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是25mm2以上裸铜软线制成。基础知识10、跨步电压:如果地面上水平为0.8m的两点之间有电位差，当人体两脚接触该两点，则在人体上将承受电压，此电压称为跨步电压。最大的跨步电压出现在离接地体的地面水平距离0.8m处与接地体之间。11、相序：就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。基础知识12、电力网：电力网是电力系统的一部分，它是由各类变电站（所）和各种不同电压等级的输、配电线路联接起来组成的统一网络。13、电力系统：电力系统是动力系统的一部分，它由发电厂的发电机及配电装置，升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。14、动力系统：发电厂、变电所及用户的用电设备，其相间以电力网及热力网（或水力）系统连接起来的总体叫做动力系统。装置与发电机的起停顺序1、启动：在装置（变频器或直流装置）主开关合闸前，必须将柴油发电机启动，并且电压、频率保持稳定。闭合装置主开关后，在司钻房启动装置。2、停止：装置停止命令必须在司钻房操作，绝对禁止使用直接断开装置主开关或停发电机的方法来停止装置的运行。这样功率元件易损坏，必须在装置停止运行后，再将柴油发电机停掉。钻机的操作方法1、主电源、控制电源合闸后检查司钻箱上指示仪表和指示灯状态，如无故障时可进行下一步操作。2、在启动之前应先针对控制对象选择好“正/反”转选择开关。3、启动主电机散热风机，等待风机运行指示灯（绿色）亮，才能允许启动装置。在操作程序中已设定散热风机不启动，装置将不能启动。4、用调速手柄或手轮进行电机速度的调节。钻机的操作方法5、在负荷较大时禁止在不停车的情况下直接用“正/反”转改变游车方向。6、当有故障发生时，相应的红色指示灯亮，比如：“变频器故障”灯亮（红色），我们应先将变频器的“停/起”选择开关放置在“停”的位置，然后按“复位”按钮，即可将故障复位，随后就可以重新启动装置。7、当总线发生故障时，我们可以利用“总线/旁路”选择开关，切换到旁路控制，继续维护生产。软启动部分三相异步电动机直接启动时，启动电流是额定电流的4~8倍。这样大的电流对电网冲击很大，对电机本身寿命也有影响。为了减轻启动电流对电网和传动系统的影响，有必要使用软启动装置。目前我公司使用的是施耐得公司的新一代ATS48软启动器。下图是软启动单元：软启动部分软启动部分软启动部分柜门按钮：软启动部分操作过程：（1）插上电机动力和控制插头，合上控制回路的熔断器，将CPU224打到RUN状态；合上软启动器的断路器，合上准备启动的回路的断路器，柜门上的“电源”灯亮、准备启动的回路的“停止”灯亮。若只需在柜门上启动，不用插外控插头，若只是测试转换过程，不用插上电机动力插头。统一将软启动起初始电压Um设在50%（AC190V）,启动时间即从初始电压上升到380VAC的时间T1设在8秒。软启动部分（2）以启动电机M1为例，将柜门上的“内/外”选择开关打到内，按“启动”按钮，停止灯灭，KM11吸合，同时软启动器G1得到启动信号开始启动，初始电压AC190V加在电机三相绕组上，电机转子开始缓慢转动并平稳加速（注意观察电流表指示，若大可适当减小初始电压），电机三相绕组上的电压缓慢上升。八秒时电机电压达到380VAC,十秒时G1得到停止信号停止，KM11断开同时KM12吸合，这样软启动部分电机从软启回路切换至电网运行。柜门上的电机“运行”指示灯亮，软启动器“准备”灯亮，软启动器进入散热等待阶段，30时秒后软启动器“准备”灯灭，可以启动下一台电机。（3）当将“内/外”选择开关打到外，即可在机旁操作。电机启动无先后次序，一台软启动器一次只能启动一台电机而不是多台电机；启动时，柜门上的“内/外”选择开关打到“内”，就只能在柜门启动，打到“外”就只能在机旁启动，这样就防止了错误操作的发生。软启动部分（4）无论在启动阶段还是在运行阶段，可随时停止电机运行，无论柜门上的“内/外”选择开关打到“内”还是“外”，在柜门和机旁均可停止电机，即单地启多地停。提高了安全系数。（5）当软启动器G1出故障时，G1会输出一个故障信号给控制回路，G1的断路器QF21自动跳闸，故障接触器KM1吸合，由软启动器G2代替G1的工作，G2完成六台电机的启动工作。软启动部分同理当软启动器G2出故障时，G2会输出一个故障信号给控制回路，G2的断路器QF22自动跳闸，故障接触器KM1吸合，由软启动器G1代替G2的工作，G1完成六台电机的启动工作。软起动器的优点：（1）启动电压、启动时间可调，启动电流小，从而减轻了供电电源的峰值电流和大电流造成的电网压降和损耗。软启动部分（2）启动过程平稳，启动转矩均匀，电机加速平稳，提高了机械传动设备的寿命。如降低变速机构中的撞击和机械磨损。（3）平稳的启动过程可有效防止机械事故的发生和设备的损伤。装置应用的注意事项1、装置的运行温度为0-40度，如果装置运行温度不在这个范围时，应用空调调节室内温度（一般空调温度设置在20-25度）。2、应避免操作人员或其他人员直接用手触摸装置的电子线路板（系统断开），防止因静电击穿电子敏感元件。3、在第一次通电时主开关是不闭合的情况，打开进线柜，测量电源电压（相电压、线电压），同时查看三项是否平衡，同时还要注意相序。装置应用的注意事项4、装置正在工作时，断开主开关（机关断电源）是会产生较大的电压变化率du/dt,较大的电压变化率容易损坏装置功率元件、电机绕组的绝缘，所以应避免这种误操作。5、控制装置所驱动的电机的运行和停止时，不能用主开关的关断来控制，应通过司钻房选择开关或触摸屏来控制。否则，直接影响变频器的使用寿命或损坏功率元件。装置应用的注意事项6、避免在装置有输出的情况下投入盘刹刹车，会使装置因过电流而跳闸，严重时还可能损坏设备。7、动力电缆同控制电缆敷设时要分开（距离最小为20cm）,在信号电缆同动力电缆间采用间隔离板。8、保持电控房（VFD房、SCR房）室内卫生，尽量减少灰尘入内；在阴雨天气应把空调调成除湿模式，避免电路板附水珠。9、在现场使用过程中，应保持电控房房门关闭，但应循检电控房房内温度。装置应用的注意事项10、在搬家拆除电缆之前，应先断开电控房内提供电源的主开关。在拆除过程中应重点保护好与电缆相连的插接件尤其是控制线的插接件。11、在安装接线时，应检查电机的绝缘是否良好（用摇表）、插接件是否松动；在接线完成上电前，应检查电源是否正常。12、电控房体的接地线必须接好、扎深，防止因外部配电不平横致使零线带电，危及人身安全。日常维护1、应经常清理变频电机风机的滤网，保证变频电机的散热良好。2、应通过观察司钻房的指示灯、仪表，发现故障的所在。3、应勤检查变频电机和普通电机是否过热。4、应防止变频房内温差变化过快，雨季应注意除湿。