電動鉆機電控系統故障排除技術

安然

【摘要】針對電動鉆機的關鍵部分電氣控制系統經常出現一些故障，對其發生的原因進行了分析，探討了一些解決電氣控制系統運行故障的的方法與措施。

【關鍵詞】電動鉆機 現場故障 技術措施

隨著電動鉆機在石油鉆井技術的廣泛采用，電動鉆機的高效穩定運行顯得尤為重要。如經常使用的70DB電動變頻設備，整個控制系統共有4個發電機控制柜（GC），1個發電機控制電池柜（GCP），2個控制單元柜（CU），1個翻排柜（PL），1個PLC柜（Pc），5個軟啟動柜（ss），2個電源柜（PB），3個供電柜（PS），3個整流柜（RU），2個制動單元柜（BU）和6個逆變柜，其中6個逆變柜“一對一”驅動6臺交流變頻主電機，分別是絞車A，絞車B，轉盤和1、2、3號泥漿泵。

1電控系統現存主要問題及解決方法

1.1絞車A、絞車B和轉盤在運行過程中有時會自動停。

常見原因：絞車或轉盤的編碼器損壞;編碼器聯軸節斷裂;控制線的屏蔽不好造成干擾;風機或潤滑泵跳閘。

解決方法：若電機顯示有轉矩無轉速，故障代碼通常顯示F07902，說明編碼器損壞，更換編碼器;若AOP30面板上報變頻器相關故障，如F31100，F31131，F30887，F30885等，則是編碼器控制線的屏蔽不好受干擾導致，做好接地抗干擾工作，將感應電釋放出去，一般故障會消失;若是風機和潤滑泵跳閘導致，查到短路點，重新接線做好絕緣工作。

1.2CU320有時會報故障無法正常啟動或逆變柜內的風機無法啟動。

常見原因：6個逆變柜內所需電源是由柜內下端的電源母排提供的，柜與柜之間的母排插接件連接在搬家途中顛掉或顛松，導致有的逆變柜無法送上電。

解決方法：查看插接件，檢查固定好，故障消失。

1.3整個系統停止運行，CPU顯示外部故障，系統故障，通訊故障。

常見原因：profibus通訊總線插頭松動;相關模塊損壞;房端接線室的接地端導電性不良。故障代碼通常顯示F01910。

解決方法：檢查接地線端子的地線是否缺水，電阻是否合適。檢查profibus通訊總線插頭若松動并固定;如果故障依然存在，檢查PLC系統中的各非冗余模塊若損壞更換相應模塊。

1.4整個電控系統停止運行，CPU顯示外部故障，系統故障，同時PC柜內給通訊模塊提供24V電源的SITOP電源亮黃燈，顯示過載。

常見原因：SITOP電源壞;該SITOP電源所帶負載里有短路或接地的情況發生。

解決方法：單獨取下該SITOP電源，測量輸出電壓不正常更換即可;若電源模塊正常，則根據圖紙分別測量該電源的負載里若有短路或接地的情況發生。

1.5VFD的空調不運行或制冷效果不理想導致室內溫度過高。

常見原因：因地處風沙環境，空調外機風扇馬達密封不好易進沙子，電機燒壞，或缺、漏氟里昂，導致壓力開關跳開，主繼電器不吸合，壓縮機不運行。

解決方法：定期檢查空調外機風扇馬達運轉是否自如;用壓力表檢測壓縮機是否缺氟利昂。

1.6發電機不好并車。

常見原因：出廠時未加載試驗，或試驗負荷小。

解決方法：不好并車時，卸掉部分負荷再并車，或耐心等待一段時間。

1.7 B絞車的逆變柜的保險絲燒壞。

常見原因：該逆變柜的L37空氣開關的預充電結構部分不是很可靠，有時L37無法很好的控制峰值電流，導致保險絲燒壞。故障代碼通常為F30027。

解決方法：搬家以及平時，不需要檢修B絞車逆變柜的時候盡量不拉閘，第一次成功上電后L37始終保持在“AUTO”位，一旦保險絲燒壞，及時更換型號相符的保險絲。

1.8觸摸屏上的游車高度不顯示。

常見原因：滾筒編碼器損壞;滾筒編碼器聯軸節斷裂;FM350計數器模塊損壞;程序有誤，無輸入值。

解決方法：檢查滾筒編碼器以及聯軸節，若損壞更換;檢查FM350計數器模塊，若滾筒轉起來后，模塊沒有輸入顯示，綠燈不閃爍，說明模塊損壞，更換即可;若硬件沒有問題，則考慮是程序有誤，需要更改游車高度程序塊的輸入參數。

1.9三臺泥漿泵的泵沖累計在觸摸屏上顯示不準確或不顯示。

常見原因：泵沖傳感器無電壓輸入或輸入電壓低;泵沖傳感器損壞;泵沖傳感器的安裝位置不適當。

解決方法：測量泵沖傳感器的輸入電壓是否為24V，若電壓不正常，找出泵沖控制線斷點連接即可;若輸入電壓正常，接通電源后查看泵沖傳感器里的紅色指示燈不亮說明已壞需要更換;如果指示燈也亮，調整泵沖傳感器在泵體的安裝位置，若都不閃爍，說明該泵沖傳感器損壞，需更換。

2電控系統日常維護

2.1嚴格控制VFD房的室溫和濕度，保持室內及柜機清潔。

2.2每次做控制線的插頭插件時，及時把屏蔽層連接好。每次搬家前，都要將拆下來的各個控制線的線頭包好，尤其要將編碼器的航空插接頭固定在適當位置，防止磕碰。

2.3安裝時，所有控制線的插接件都要小心得對準線號插接。定期清潔空調的外機散熱片，利于空調制冷散熱。

2.4嚴格執行崗位巡檢，及時發現設備與正常運行時的異常現象或報警提示，并排查解決故障點。

2.5當任何一個絞車編碼器有問題導致停轉時，若負荷允許，在檢修的同時可以暫時用一臺絞車，但必須把另一臺掛到空檔位，防止齒輪不同步磨損輪齒。安裝過程中，絞車和轉盤的編碼器控制線的航空插接件接好后，要做好絕緣與固定。

2.6嚴格按照操作順序和操作要求執行。嚴禁用水槍沖電機、編碼器及接線盒。

2.7定期輪流使用絞車兩個電機潤滑泵。對于雙冗余結構，視情況把兩路倒替使用，防止通訊模塊受潮。搬家過程中，要保持VFD房內無雜物。

3配套改進對策

3.1 CU320的電源不經過UPS供電的，倒發電機的時候，CU320重啟次數較多，應該會降低其使用壽命，若把CU320改成通過UPS供電，應該會更好。

3.2實際上這套設備可以不用來回的倒換主發電機和輔助發電機，但是在兩路同時用的情況下逆變開關L37會合不上閘，因此整個線路的設計需要重新考慮一下。

3.3發電機控制柜的4個控制線，固定在VFD房端的那側接頭，有正扣也有反扣，易把方向擰錯，若把所有的插頭都設計為正扣的方向，即可避免。

3.4若將重負荷下的發電機并車調試到在較短時間內就能成功上線的狀態下，自動并車會更好用。

3.5電控系統的DRIVE CLI-Q線的鋪設時拉的過緊，易造成水晶頭的插接不牢靠。所以可以在鋪設時選用較長的DRIVE CLI-Q線。