潛油電泵具有排量大,操作維護簡單等優點,在油田的原油生產中發揮著重要作用。但是潛油電泵不同于其他地面采油設備,潛油電機、電泵都在井下,停機后受油井出砂、單流閥閉合不嚴等影響會出現沙卡、電機反轉等現象,再次啟動時容易發生卡泵、斷軸、燒毀電機等事故,一旦出現欯障就需要提岀管柱進行作業修理,費用很高,還會嚴重影響原油產量。即使造成電泵停機,從發現停機到恢復生產也需要較長的時間,同樣會造成產量損失。晃電是造成潛油電泵意外停機的主要原因之一。一次晃電可能造成幾十上百口潛油電泵停機,嚴重影響油田的原油生產。

晃電對潛油電泵的影響

當電力系統發生相間短路、雷擊或大負荷投切等均會造成供電系統電壓發生波動或停電,也就是通常所說的晃電。當晃電發生時潛油電泵由于慣性和殘壓的存在可能仍在運轉,但是由于電壓瞬時下降到了主控元件工作臨界值以下,保護控制儀和真空接觸器已經不能正常工作導致潛油電泵停機。由此帶來的是產量的損失,更為嚴重的是真空交流接觸器在分斷過程中產生的3~4倍的操作過電壓對電機主絕緣及縱絕緣的損傷,特別是對運行時間較長絕緣已經相對老化的電機可能會造成相間、匝間和對地絕緣的擊穿導致電機損壞;再次啟動增加了沙卡、斷軸的危險,還會使保護器因二次呼吸進井液提前失效而縮短電機的使用壽命。所以解決潛油電泵因晃電停機的問題具有很重要的現實意義。

從潛油電泵控制柜原理圖可以看出潛油電機主要受保護控制儀和真空接觸器的控制。晃電如果潛油電泵保護控制儀和真空接觸器的正常工作臨界值就會造成潛油電泵停機,通過模擬實驗可以找到以上兩種主控元件保持正常工作的臨界值

通過真空接觸器和保護控制儀的模擬晃電實驗可以看出,在晃電電壓跌落到40以下,跌落時間超過200ms后兩個器件均可能斷開,晃電的持續時間95以上都在ls之內當電力系統發生相間短路或接地短路時控制回路電壓甚至可能跌落到0,這種晃電如果時間和幅度達到臨界值時就會造成潛油電泵因晃電而停機,影響原油生產甚至造成機組損壞的重大損失。