[实用新型]石油钻机电控系统新型供电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻机电控系统新型供电装置。

背景技术

随着陆地、海洋交流变频电驱动钻机的广泛应用，大量的整流设备投入 使用，钻机电控系统供用电网络中的谐波问题越来越突出。目前国内采用的 钻井VFD整流单元绝大多数为6脉整流器，也有少量的12脉整流器，系统中 的总谐波电流畸变率(THD₁)和总谐波电压畸变率(THD_{U RSC_20})分别可达到30％、 10％和12％、7％。这些谐波的存在将增加钻机电控系统中发电、输电、供(配) 电设备的附加损耗，降低设备的效率和利用率，缩短设备的工作寿命，而且 会降低控制系统的稳定性，干扰通讯设备或使电子设备误动作，严重时可使 整个控制系统无法正常工作。针对这一间题各国乃至国际电工组织制定了一 系列的谐波限制标准。特别是各国的船级社对入级平台电网的谐波都有严格 的限制和标准。例如《ABS海上移动平台入级与建造规范》明确要求配电系 统的总谐波电压畸变率THD_U小于5％。

发明内容

本实用新型解决的技术问题：设计一种石油钻机电控系统新型供电装置， 为石油钻机电控系统提供一种新型供电方式，克服现有钻井VFD所配整流单 元产生的谐波高的问题，大幅度降低钻井系统供电网络内的谐波含量，提高 系统的效率。

本实用新型技术解决的问题方案：一种石油钻机电控系统新型供电装装 置，其LCL滤波器的输入端接交流电，LCL滤波器的输出端接IGBT供电模块 的输入端，IGBT供电模块的输出端接逆变器的输入端，逆变器的输出端接变 频电机。

所述IGBT供电模块的输出端连接一个逆变器。

所述IGBT供电模块的输出端连接多个逆变器。

工作原理：本实用新型将输入的三相交流电变为直流电向传动单元中间 直流回路供电。进而中间直流回路向驱动电机的逆变器供电。中间直流回路 可以只接一个逆变器(单传动)，也可以接多个逆变器(多传动)。IGBT供电 模块是一个四相限脉冲整流器，四相限脉冲整流器可以向中间直流回路供电， 也可以将中间直流回路的能量回馈电网。进线滤波器用来抑制交流电压畸变 和电流谐波。

本实用新型与现有技术相比具有的优点和效果：

1、本实用新型无需专用整流变压器和滤波器，便可降低系统网络内的谐 波畸变总量，满足苛刻的船级社入级要求。同时可提高电网的功率因使其基 本保持在1，提高了钻井系统的稳定性和可靠性。

2、本实用新型提供的供电方式大大改善了系统的供电质量，总谐波电流 畸变率(THD₁)和总谐波电压畸变率(THD_{U RSC_20})分别为4％和3％，远远低于 6脉整流器和12脉整流器供电方式产生的总谐波电流畸变率(THD_I)和总谐 波电压畸变率(THD_{U RSC_20})。

3、本实用新型适于陆地、海洋钻机的电气传动控制系统使用。

附图说明：

图1是本实用新型的电路原理图，

图2是本实用新型第一种实施例的电路原理图，

图3是本实用新型第二种实施例的电路原理图。

结合附图1、2描述本实用新型的第一种实施例。

一种石油钻机电控系统新型供电装装置，其LCL滤波器的输入端通过交 流母线接交流电，LCL滤波器的输出端接IGBT供电模块的输入端，每个IGBT 供电模块的输出端连接一个逆变器，每个逆变器的输出端连接一个变频电机。

结合附图1、3描述本实用新型的第二种实施例。

一种石油钻机电控系统新型供电装装置，其LCL滤波器的输入端通过交 流母线接交流电，LCL滤波器的输出端接IGBT供电模块的输入端，IGBT供电 模块的输出端通过直流母线连接多个逆变器，每个逆变器的输出端连接一个 变频电机。