CN205544281U - 用于石油钻机电网的净化电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于石油钻机电网的净化电源装置，包括电路部分和外壳，其中：电路部分包括：断路器、电源隔离电路、SCR整流电路、LCL滤波器、逆变器、功率补偿单元、谐波补偿单元；所述外壳包括内容纳箱和外容纳箱，内容纳箱、外容纳箱之间设置有隔音层，所述电路部分被设置于内容纳箱内，且电路部分与内容纳箱之间设置有减震垫。本实用新型的有益效果在于：通过同时设置功率补偿和谐波补偿单元，提高了钻机电源的功率因数、抑制了电源谐波、并将石油钻机小电网电压的5次和7次谐波和尖峰滤除；通过设置断路器和电源隔离电路做实现了噪音隔离和安全隔离；通过双层壳体设计，降低了电源的噪音。

Description

用于石油钻机电网的净化电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油钻机电网的净化电源装置。

背景技术

石油钻机电网系统存在把交流电整流成直流电,或者再逆变为交流电的过程,此过程将产生大量的谐波,并传输到柴油发电机组小电网系统中,引起母线电压畸变。石油钻机电驱动系统工作时,产生的谐波将对电网上的其他用电设备带来不良影响：

(1)使电网电压波形畸变,供电质量下降。

(2)谐波电流引起无功功率增加,降低功率因数。

(3)使接在同一电网中的变压器、交流电机等损耗加大,加速绝缘老化,还会使这些设备的振动和噪声增加。

(4)使接在同一电网中的电力电容器可能由于对谐波电流的放大而过电流。

(5)谐波可能在公共电网中产生并联谐振,引起过电压而损坏电网中的其他用电设备。例如电源经常烧坏。

(6)谐波影响仪表用互感器的检测精度。

(7)谐波对邻近的弱电系统,包括通信系统和电子设备产生干扰。

钻井设备绞车在起下钻工况时,频繁的从空载到满载变化，而且在满载起钻具时,即大负荷、低速工况下,系统的功率因数低到一在绞车空载时,系统的功率因数恢复到一,属于典型的冲击性无功功率负荷。无功功率对电力系统的影响主要可以分为以下几类：增加设备容量。无功功率增大会导致电流和视在功率增加,变压器等各种电气设备和导线的容量增加。同时,也使电力用户的启动及控制设备、测量仪表的规格也要相应的加大；增大线路和变压器的电压降,如果是冲击性无功功率负荷,还会使电网电压产生剧烈波动,使供电质量严重降低；设备及线路损耗增加；无功功率的增加会使总电流增大,因而使设备及线路的损耗增加。

传统的补偿无功功率和谐波的主要手段是设置无功补偿电容器和滤波器,这两种方法结构简单,既可以抑制谐波,又可以补偿无功功率,一直被广泛应用。但这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,此外,它只能补偿固定频率的谐波,难以对变化的无功功率和谐波进行有效的动态补偿。而随着电力系统的发展,对无功功率和谐波进行快速动态补偿的需求越来越大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种净化电源或净化电源滤波器。

根据本实用新型的用于石油钻机电网的净化电源装置，包括电路部分和外壳，其中：电路部分包括：设置在电网的输出端的断路器、设在断路器的输出端的电源隔离电路、LCL滤波器、SCR整流电路、逆变器、功率补偿单元、谐波补偿单元，其中，LCL滤波器的输入端连接电源隔离电路的输出端，LCL滤波器的输出端接SCR整流电路的输入端，SCR整流电路的输出端接逆变器，功率补偿单元与电源隔离电路的输出端相连，功率补偿单元包括处理器和首尾依次相连接的三个晶闸管，每个晶闸管的两端分别串联有一电抗器，处理器分别与三个晶闸管相连接；谐波补偿单元与LCL滤波器的输出端相连，谐波补偿单元为多个，每个谐波补偿单元包括呈三角形的三条支路，每条支路由滤波电容器、反并联晶闸管组和RC缓冲电路组成；每条支路上的RC缓冲电路与串联的滤波电容器、反并联晶闸管组形成并联电路；所述外壳包括内容纳箱和外容纳箱，内容纳箱、外容纳箱之间设置有隔音层，所述电路部分被设置于内容纳箱内，且电路部分与内容纳箱之间设置有减震垫。

有利地，所述外壳上设置有手动开合且贯通所述外壳的壳壁的散热通孔。

本实用新型的有益效果在于：通过同时设置功率补偿和谐波补偿单元，提高了钻机电源的功率因数、抑制了电源谐波、并将石油钻机小电网电压的5次和7次谐波和尖峰滤除；通过设置断路器和电源隔离电路做实现了噪音隔离和安全隔离；通过双层壳体设计，降低了电源的噪音，同时通过是设置可手动控制开合的散热通孔，使用户在必要时可以调节电源的散热。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的用于石油钻机电网的净化电源装置的电路部分的示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的用于石油钻机电网的净化电源装置的外壳的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来消息描述根据本实用新型的用于石油钻机电网的净化电源装置。

如图1和图2所示，根据本实用新型的用于石油钻机电网的净化电源装置，包括电路部分和外壳100。

如图1所示，电路部分包括：断路器、电源隔离电路、LCL滤波器、SCR整流电路、逆变器、功率补偿单元、谐波补偿单元。

具体地说，断路器设置在电网的输出端；电源隔离电路设在断路器的输出端；LCL滤波器的输入端连接电源隔离电路的输出端，LCL滤波器的输出端接SCR整流电路的输入端，SCR整流电路的输出端接逆变器。钻机可以与逆变器相连。

功率补偿单元与电源隔离电路的输出端相连，换言之，功率补偿单元设在电源隔离电路的输出端与LCL滤波器的输入端之间。

功率补偿单元包括处理器和首尾依次相连接的三个晶闸管，每个晶闸管的两端分别串联有一电抗器，处理器分别与三个晶闸管相连接。

谐波补偿单元与LCL滤波器的输出端相连，换句话说，谐波补偿单元设在LCL滤波器的输出端与SCR整流电路的输入端之间。

谐波补偿单元为多个，每个谐波补偿单元包括呈三角形的三条支路，每条支路由滤波电容器、反并联晶闸管组和RC缓冲电路组成；每条支路上的RC缓冲电路与串联的滤波电容器、反并联晶闸管组形成并联电路。

由此，根据本实用新型的用于石油钻机电网的净化电源装置的电路部分，通过同时设置功率补偿和谐波补偿单元，提高了钻机电源的功率因数、抑制了电源谐波、并将石油钻机小电网电压的5次和7次谐波和尖峰滤除；通过设置断路器和电源隔离电路做实现了噪音隔离和安全隔离。

如图2所示，外壳100包括内容纳箱110和外容纳箱120。内容纳箱110、外容纳箱120之间设置有隔音层130。所述电路部分被设置于内容纳箱110内，且电路部分与内容纳箱110之间设置有减震垫140。有利地，外壳100上设置有手动开合且贯通外壳100的壳壁的散热通孔150。

由此，通过双层壳体设计，降低了电源的噪音，同时通过是设置可手动控制开合的散热通孔，使用户在必要时可以调节电源的散热。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种用于石油钻机电网的净化电源装置，包括电路部分和外壳，其中：电路部分包括：设置在电网的输出端的断路器、设在断路器的输出端的电源隔离电路、LCL滤波器、SCR整流电路、逆变器、功率补偿单元、谐波补偿单元，其中，LCL滤波器的输入端连接电源隔离电路的输出端，LCL滤波器的输出端接SCR整流电路的输入端，SCR整流电路的输出端接逆变器，功率补偿单元与电源隔离电路的输出端相连，功率补偿单元包括处理器和首尾依次相连接的三个晶闸管，每个晶闸管的两端分别串联有一电抗器，处理器分别与三个晶闸管相连接；谐波补偿单元与LCL滤波器的输出端相连，谐波补偿单元为多个，每个谐波补偿单元包括呈三角形的三条支路，每条支路由滤波电容器、反并联晶闸管组和RC缓冲电路组成；每条支路上的RC缓冲电路与串联的滤波电容器、反并联晶闸管组形成并联电路；所述外壳包括内容纳箱和外容纳箱，内容纳箱、外容纳箱之间设置有隔音层，所述电路部分被设置于内容纳箱内，且电路部分与内容纳箱之间设置有减震垫。

2.根据权利要求1所述的用于石油钻机电网的净化电源装置，其特征在于：所述外壳上设置有手动开合且贯通所述外壳的壳壁的散热通孔。