钻井平台MCC系统介绍和常见故障与排除

我以海洋石油937钻井平台的MCC控制系统为例, 937钻井MCC马达管理中心。它是由一系列的低压电气控制柜组成。MCC在我们平日的工作的并不陌生, 但对它的原理却知之不详, 其实所谓的MCC就是电源通过配电盘内的启动器连接到电机并控制电机按照工作要求去运转, 启动器一般由空气开关、接触器、热继电器、控制变压器、启停按钮、保险管、选择开关、指示灯、电压表、电流表等。实现启动停止、正反转、遥控、自动运转 (压力、温度、行程等传感器控制) 、降压启动、连锁启动, 电气互锁报警等。其内部采用电流、电压互感器对被控电机回路的电流和电压进行采样后进入电动机控制及保护装置的微处理器进行处理, 根据遥控信号或者就地控制信号确定启动电机还是停止电机。在工作过程中一旦发现电机的工作过程有异常现象发生, 控制系统就会根据异常现象采取相应的保护动作, 例如发现短路将会立即停机, 如果一般性的过流就可以按反时限模式启动保护程序。为了适应电机频繁启动的特点, 控制器内部采用半导体开关作为控制元件, 并且控制部分与强电部分完全隔离, 增加了系统的安全性和可靠性。

海洋石油937的MCC的通讯分为两部分, 即对中控室DCS的通讯和NOV公司钻台设备的通讯。一、对中控DCS的通讯就是指MCC中的通讯单元将马达运行状况的详细信息传递给上位机 (DCS) 监测系统进行实时监测, 并经计算机数据处理提供反馈管理信息。在设备可能产生重大故障前, 越限报警, 最大限度地保证设备运行的有效性。二、对NOV设备的通讯指MCC将NOV的一些辅机设备状态的监测数据传输到NOV的通讯装置, 以实现设备的有效、实时的控制。

ABB公司的MCC相关马达数据的传输, 是通过一个位于左舷锁紧MCC位置的通讯柜完成的。它里面包含了中控DP主站, NOV的DP主站, ABB ac800控制器, Profibus的I/O模块, 电源模块, DP/DP coupler等, 它通讯实现的过程是是将DCS作为主站, ABB也为主站。数据在DP/DP coupler进行交换, 通过Profibus-DP通讯将数据送入中控室PCS柜里的Profibus DP模块, 即可实现2个系统之间的通讯, 完成现场过程状态监测和控制参数在DCS画面上实现监控的目的。除此之外, NOV辅机设备与MCC的通讯也是如此, 即两主站使用DP/DP couple实现数据的交换, 再通过OLM (光纤转换模块) 使用光纤传输到NOV通讯装置。

MCC操作的一般注意事项:

●要提醒的是, 当起动一台机器设备时, 要就地起动, 不要遥控起动 (因你不知道机器旁有无人员) ;要使用遥控起动时, 必须确认机器旁没有人。

●MCC盘前要铺设绝缘胶皮, 以免操作电气人员触电。

●操作MCC系统时, 要使手干燥, 不要用湿手去操作MCC系统, 以免触电。

●在操作MCC时, 要搞清MCC盘的机械机构, 避免没搞清时操作而损坏有关设备。

对于故障设备或正在检修的设备, 必须断掉电源开关, 并挂牌上锁。

钻井平台MCC系统的常见故障与排除。MCC系统发生故障后, 第一步首先要测量电机的绝缘阻值和三相阻值, 确定电机有无问题, 避免盲目的合闸、运转。MCC系统的常见故障有:

热继电器 (过流继电器) 动作。电机自动停止, 启动不了。首先测量电机;然后复位 (也有自动冷却复位的) , 启动电机后, 测量电流是否超过额定值 (电机轴承卡阻或电机拖动的负载异常增大) ;再判断热继电器 (过流继电器) 整定值或选型是否合适, 是否老化等, 必要时更换。

熔断器烧断或指示灯烧坏。电机自动停止, 启动不了。首先测量电机;然后测量控制回路和主回路是否开路, 确定开路点。开路故障最多见的是熔断器烧断。检查其它地方是否有问题, 熔断器烧断通常是由于过载或短路造成。在确定无其它问题后更换合适的熔断器或指示灯。

接触不良。接触不良的最大特点是设备运转时好时坏, 不易找到故障点。主电路的接触不良通常很快就会烧坏不良的接触点。如果是设备较长时间的时好时坏, 可能是控制电路接触不良, 此时用万用表不易测量到开路点, 一般用改锥 (螺丝刀) 把接线紧固一遍, 通常就能发现接线松动点。

开路故障。对照图纸, 通过测量找到开路点。可以断掉电源测量, 也可以带电测量。断电测量:用万用表的欧姆档, 顺着图纸的线号一步步往下测量, 找到开路点。带电测量:用万用表的电压档, 对照图纸中的线号, 可以从负载端向电源端测量, 也可以从电源端向负载端测量 (控制电路中的变压器是电源, 线圈是负载, 有的会有多路线圈, 要分别测量) 。对主电路, 三相间都要两两测量。找到开路点后, 判断故障原因, 有的是器件烧断, 有的是接线端子螺丝松脱, 有的是导线断了。根据故障原因, 予以解决。

摘要：MCC是Motor Control Center的缩写, 即马达控制中心。MCC就是给平台上各种电机供电的配电盘, 这些电机的启动器都分布在配电盘里, 便于集中控制。 (MCC配电盘上也有少部分不是电机的负载, 例如加热器、锅炉、厨房设备等) 。MCC配电盘母线一般是440-480V, 3PH, 60Hz (进口平台) , 或者380-400V, 3PH, 50Hz (国产平台) , 它从600V母线通过两台变压器降压而来。

关键词：MCC,钻井平台,故障处理