潛油電泵保護器設(shè)計分為硬件和軟件兩方面.硬件設(shè)計包括電源、信號采集、開關(guān)量輸入輸出、通訊電路等部分;軟件設(shè)計主要包括軟件架構(gòu)、測量算法、保護算法、控制算法等。

硬件設(shè)計

由于常用的潛油電泵工作電壓從AC200V~AC2000V，因此不宜將潛油電泵工作電源直接作為潛油電泵保護的工作電源，常規(guī)做法是用隔離變壓器將潛油電泵工作電壓轉(zhuǎn)換為AC110V控制電壓。1調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)第1部分：一般要求低壓直流調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)額定值規(guī)定（GB/T12668。針對此種情況，潛油電泵保護器電源采用開關(guān)電源，這是因為開關(guān)電源的工作范圍寬、，適用于此種情況。

信號采集包括電壓、電流等電參量采集。為保證采集可靠性，通常采用TV、TA作為電壓、電流信號的隔離變換器。1~8次）調(diào)頻率、調(diào)電流等各種工作參數(shù)、有安全保護及故障信號顯示等功能,簡單明晰,容易操作。選用TA時，應(yīng)注意TA電壓等級。常規(guī)TA電壓等級為0.66KV，而在潛油電泵工作電壓達到AC1000V甚至AC2000V時，應(yīng)選用3.3KV等級的TA，以保證隔離安全。

開關(guān)量輸入輸出以及通信電路的設(shè)計為常規(guī)設(shè)計，沒有過多特殊性。

可靠性設(shè)計包括電蔗兼容、安全性設(shè)計。電磁兼容設(shè)計初期要充分考慮各種可能出現(xiàn)的問題，做好預(yù)留措施規(guī)劃。通過無線GPRS信號傳輸?shù)姆绞?在互聯(lián)網(wǎng)上對每臺油井進行實時監(jiān)視、控制,使油井實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化遠程管理。常用的抗干擾方法包括：電源部分加EMC濾波器;信號采集部分增加濾波電路;在信號處理的各芯片輸入口處加端口保護電路;在芯片電源輸入處加去藕電容等。

水泵至水泵控制柜直接的連接電纜應(yīng)為耐油防水電纜。水泵電機應(yīng)帶一段長度不小于5m（在滿足電機制造廠標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的情況下，此段電纜長度應(yīng)盡可能長）、與電機連接好一同出廠的原裝進口電纜。水泵至控制柜的電纜全長范圍內(nèi)只能設(shè)置一處中間接頭。天津奧特泵業(yè)有限責(zé)任公司講述潛油電泵的缺點潛油電泵的缺點1）潛油電泵下入深度受電機額定功率的限制，套管尺寸和井底高溫時潛油電泵的下入深度受到限制。接頭采用預(yù)制式中間接頭、防水外殼的型式。電纜接頭應(yīng)密封防水，在接頭淹水情況下水泵應(yīng)能正常運行。賣方負(fù)責(zé)電纜密封防水接頭的供貨與連接。

1) 標(biāo)明配套電纜型號、芯數(shù)和截面、外徑、長度等性能參數(shù)。

2) 所有配套的電線和電纜均應(yīng)滿足設(shè)備的運行要求，并適應(yīng)于其工作環(huán)境和工況。應(yīng)充分考慮線路電壓損失，適當(dāng)加大導(dǎo)線截面，減少線路損耗，保證用電設(shè)備的正常電壓水平。

3) 所有配套的電線和電纜應(yīng)選用鍍錫銅芯多股導(dǎo)線。

4) 配套的電線和電纜應(yīng)采用帶抗拉、阻燃和內(nèi)鎧裝電纜。用于電子裝置、傳感器件的導(dǎo)線還應(yīng)選擇帶屏蔽的電纜。

5) 4芯以上控制電纜應(yīng)留有10%～20%的備用芯，芯數(shù)多的電纜取低值，但備用芯數(shù)少不少于2芯。

(13) 井用潛水泵與外接排水管路接口。

(14) 井用潛水泵與控制柜的接口

1) 井用潛水泵的控制柜由其他供應(yīng)商提供。

2) 為保證水泵可靠運行，實現(xiàn)水泵及電機的信號檢測、保護等均應(yīng)由賣方提供，并列出裝設(shè)在控制柜上的元器件名稱。

3) 電機接線盒的接線柱應(yīng)保證與足夠截面的電纜牢固連接。接線盒及電纜固定件應(yīng)由賣方提供。

4) 將井用潛水泵、信號檢測器件及水泵綜合保護器的有關(guān)參數(shù)、運行方式、功能要求、接口形式等技術(shù)資料提供給控制柜供應(yīng)商，并應(yīng)與其相互協(xié)調(diào)，使水泵與控制柜有機結(jié)合，互相適應(yīng)和匹配，構(gòu)成的整體。

據(jù)調(diào)查結(jié)果，常見的主要問題是：

A、上電啟動時沖擊電流大，分布電感使系統(tǒng)內(nèi)反壓過高，經(jīng)常造成系統(tǒng)多部分絕緣損傷。

B、由于油井地質(zhì)狀況變化較大，而電泵設(shè)計余量又往往偏大，尤其是井下液量不足時，泵產(chǎn)生的油壓過高，故縮短泵的使用壽命，其維修及更換幾率增加。

為解決上述問題，必須對油泵電機進行調(diào)速控制。潛油電泵采用交流變頻調(diào)速是目前的措施。其因如下：

A、變頻器具備軟啟動功能，在啟動過程中，電機轉(zhuǎn)速隨著頻率變化而接近同步狀態(tài)升速，故反電勢及沖擊電流很小，絕緣易受破壞的問題出現(xiàn)幾率較低。

B、無論重載或輕載，系統(tǒng)的功率因數(shù)均較高，尤其在小負(fù)載狀態(tài)，無功功率大大減小，具有明顯的節(jié)電效果。

C、可按油井當(dāng)前狀況調(diào)節(jié)出油量，使油井工作在狀態(tài)。降低故障率的同時提高工作效率。

D、亦可組成壓力、溫度閉環(huán)系統(tǒng)，提高自動化程度及實現(xiàn)控制。 采用變頻調(diào)速后，對于富油油井，可以增產(chǎn)；油井中往往含有不同種類的游離氣體，游離氣體對潛油泵的工作特性會產(chǎn)生嚴(yán)重影響，當(dāng)達到一定量時則發(fā)生氣鎖，氣體干擾嚴(yán)重影響潛油電泵的正常工作，使電機負(fù)載急劇變化或卸載，可在潛油泵的下面安裝油氣分離器。對于貧油油井可以做到連續(xù)生產(chǎn)且減少停井次數(shù)并達到節(jié)能的目的；對含砂油井，可以減少卡泵次數(shù)，并可反轉(zhuǎn)排砂，延長電泵壽命；對于含氣油井，可提高轉(zhuǎn)速減少油氣分離不佳所致的氣鎖現(xiàn)象出現(xiàn)而增產(chǎn)增效；對于含蠟油井，可減少結(jié)蠟、結(jié)垢而降低管路堵塞次數(shù)；對于稠油油井，可低速大功率運行，減少停井次數(shù)并獲得可觀的節(jié)能效果。潛油電泵