多通閥智能保護電路的改進

門虎，侯云，張蘅瑜

（1.新疆油田公司石西油田作業區，新疆克拉瑪依834000；2.新疆油田公司重油公司，新疆克拉瑪依834000）

多通閥智能保護電路的改進

門虎1，侯云2，張蘅瑜1

（1.新疆油田公司石西油田作業區，新疆克拉瑪依834000；2.新疆油田公司重油公司，新疆克拉瑪依834000）

多通閥控制電路中由于無對稱性故障（如過載、堵轉、過壓、欠壓等）及非對稱性故障（如斷相、電流不平衡）保護功能，在出現上述故障時，燒毀電機，無法實現計量選井功能，造成了設備損壞和無法正常使用。本文提出在多通閥控制電路中采用無源化、穿芯式結構智能保護器，取消熱繼電器，替代熱繼電器與交流接觸器配合使用能對多通閥電動執行器起到可靠的保護。

多通閥；控制電路；電機保護器

0 引言

多通閥用于原油或天然氣計量時進行流程切換，配合計量分離器進行油氣計量，配備專用電控箱通過RTU和上位機可實現遠程或現場的自動倒井和自動計量，還可以通過手動裝置實現手動倒井。在多通閥控制電路中由于無對稱性故障（如過載、堵轉、過壓、欠壓等）及非對稱性故障（如斷相、電流不平衡）保護功能。出現上述故障時，燒毀電機，無法實現計量選井功能，造成了設備損壞和無法正常使用。通過對多通閥控制電路的研究，對熔斷絲、熱繼電器保護性能不完善，決定采用智能保護電器實現對多通閥的電路保護。

1 控制電路及故障分析

新疆油田公司采注計量站使用的多通閥電動執行器型號為迪威爾ZJDK/12型、金牛信泰MCP/12型。兩種型號的控制電路如圖1所示。

控制電路工作過程是當多通閥控制器輸出閉合信號時，其控制電路KM線圈得電，交流接觸器閉合，多通閥電動執行器轉動并輸出閥位信號，當位置信號與多通閥控制閥位信號一致后，控制器斷開KM線圈失電，交流接觸器斷開，電動執行器停在所選擇井號位置。

圖1 多通閥電動執行器控制電路

根據分析多通閥電動執行器驅動電機為三相異步電機，其控制電路為點動控制，都采用保險管、斷路器和熱保護繼電器對電動執行器進行保護。保護電路只能對過流、過載起到保護，出現非對稱性故障時，如缺相、相序亂，三相電不平衡等故障時，會導致電動執行器電機損壞。

檢查現場多通閥電路中的熔斷絲動作電流為10 A、斷路器和熱保護繼電器為6 A，而電動執行器電機功率為0.37 kW。無法起到保護作用。出現過流、過載情況下起不到保護作用。為此，采用一種新型的電機保護電器來實現對多通閥控制電路的保護。

2 控制電路改進

改進方案為在多通閥控制電路中采用無源化、穿芯式結構智能保護器，取消熱繼電器，替代熱繼電器與交流接觸器配合使用能對多通閥電動執行器起到可靠的保護。改進后的控制電路如圖2，將多通閥控制器與主回路隔離，實現強電弱控。

智能電機保護器的結構分為取源電路、轉換電路、比較電路、延遲電路、執行元件等部分。它的原理是先通過3個自帶的互感器將電機主線路的電流信號轉變為標準的小電流模擬信號，然后通過轉換電路將這個模擬信號變為數字信號，轉換后的數字信號與保護器內部預先設定的參照值比較，如果信號大于參照值，那么通過延遲電路的延時后，執行元件動作，切斷多通閥控制回路，電動執行器電機因此得到保護。智能電機保護器設置性能參數設置：①過電壓保護，電壓設定+15%，動作時間1 s；②欠電壓保護，電壓設定-15%，動作時間5 s。

圖2 改進后多通閥電動執行器控制電路

3 實施應用

3.1 選擇合適熔斷絲

針對熔斷絲不符合技術要求的現象，根據電機功率選擇合適保險來實現過載過流保護。

3.2 安裝測試

智能電機保護器安裝要求穿芯式進線要求與原控制線一致，確保電動執行器轉動方向正確，根據電機額定電流合理制定起動時間、負載類型。起動時間設定過短或過長，會造成多通閥電動執行器頻繁誤動或未能起到保護作用。多通閥電路智能保護電路技術在新疆油田公司石西油田作業區采注計量站36臺多通閥上安裝。經模擬現場斷相、過載、相序亂等故障均能實現保護功能。①實現功能：斷相保護、過電流保護、過載保護、堵轉保護、三相電流不平衡保護；②斷相動作時間1 s；③不平衡保護：任意二相電流相差超過50%±10時，動作時間1 s；④輸出接口復位方式：控制回路斷電復位。

在實施過程中，統計2015年1～9月多通閥故障動作情況，在實施過程及實施后共故障動作兩起，為電機斷路及電機反向造成多通閥報警停機，檢查保護器均已動作，避免了設備的損壞。排除故障后，復位恢復正常。多通閥電動執行器電路故障得到解決，技術實施后電動執行器故障為零，達到新疆油田公司對多通閥電動執行器設備年故障發生次數≤2次的設備管理要求。

4 總結

多通閥電路智能保護電路的改進，對各種故障類型均能準確報警并切斷電源，有效防止了多通閥電動執行器電機意外燒毀。在實際使用過程中，嚴格根據電動執行器電機的額定電流來選擇保護器，防止人為放大和縮小保護范圍，造成頻繁誤動作和不避要的損失。

〔編輯凌瑞〕

TE937

B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.12.32