CN210838947U - 一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，包括均与所述石油钻机用电设备相连的市电电源供电系统和发电机供电系统；所述市电电源供电系统和发电机供电系统相互连接。本实用新型通过市电电源供电系统和发电机供电系统联动控制实现钻机用电设备的供电，调峰控制响应速度快，能有效减少钻井投资成本，避免油区市电功率有限不能满足大功率钻深井的不足。因此，具有很高的使用价值和推广价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机和市电调峰联动控制系统，具体地说，是涉及一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统。
背景技术
石油钻井现场一般是荒郊野外，以前石油电动钻机的电源来自5台左右柴油发电机，柴油发电机发电不仅成本高而且对环境还有污染。随着电网建设的不断提高，可再生能源发电量也不断增加，石油油区也逐渐架设市电电源，为石油钻井设备供电。随着钻井的不断开采，一些浅地层的石油基本开采完，钻井要逐渐向深地层开采。但是油区以前架设的市电电源功率有限，只能满足浅地层开采需要的功率。面对一些深井，当出现钻井高峰功率时，完全用市电电源，其功率不能满足钻井的需要，出现这种情况如果全用发电机提供电源钻井会增加投资成本和环境污染，如果全用市电又不能满足钻井的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，发电机和市电同时为设备供电，设备功率减小的时候发电机退出运行，发电机起到调峰控制的作用，有效避免完全用市电不能满足钻井需要功率的不足的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，包括均与所述石油钻机用电设备相连的市电电源供电系统和发电机供电系统；所述市电电源供电系统和发电机供电系统相互连接；
所述市电电源供电系统包括市电电源，与市电电源相连的若干市电供电支路，设置于每条市电供电支路上并从市电电源向石油钻机用电设备方向依次设置的市电电压互感器、市电电流互感器、市电断路器，以及与市电电压互感器、市电电流互感器、市电断路器另一端相连的市电数字式机组控制器；其中，市电数字式机组控制器与发电机供电系统相连。
进一步地，所述发电机供电系统包括发电机，与发电机相连的若干发电机供电支路，设置于每条发电机供电支路上并从发电机向石油钻机用电设备方向依次设置的发电机电压互感器、发电机电流互感器、发电机断路器、母线电压互感器，以及与发电机电压互感器、发电机电流互感器、发电机断路器、母线电压互感器另一端相连的发电机数字式机组控制器；其中，发电机数字式机组控制器与市电数字式机组控制器相连。
进一步地，所述市电数字式机组控制器内设置有市电电压检测模块、市电电流检测模块、市电断路器控制模块和市电负荷分配模块，所述市电电压检测模块与市电电压互感器相连，所述市电电流检测模块与市电电流互感器相连，所述市电断路器控制模块与市电断路器相连，所述市电负荷分配模块与发电机数字式机组控制器相连。
进一步地，所述发电机数字式机组控制器内设置有发电机电压检测模块、发电机电流检测模块、发电机断路器控制模块、母线电压检测模块、发电机速度控制模块、发电机电压控制模块和发电机负荷分配模块，所述发电机电压检测模块与发电机电压互感器相连，所述发电机电流检测模块与发电机电流互感器相连，所述发电机断路器控制模块与发电机断路器相连，所述母线电压检测模块与母线电压互感器相连，所述发电机负荷分配模块与市电负荷分配模块相连，所述发电机速度控制模块、发电机电压控制模块与发电机相连。
进一步地，所述发电机采用额定电压和额定频率与市电相同的交流发电机，所述发电机的速度控制器与发电机速度控制模块相连，所述发电机的电压控制器与发电机电压度控制模块相连。
进一步地，所述发电机数字式机组控制器与市电数字式机组控制器型号相同。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型利用市电电源供电系统和发电机供电系统对钻机供电设备进行供电，通过发电机数字式机组控制器控制发电机断路器，根据钻井设备用电功率和市电提供的功率大小控制交流发电机启动/停止，控制交流发电机断路器的接通/分断，控制发电机速度控制器调节发电机的频率与市电相等，控制发电机电压控制器调节发电机的电压与市电相等。通过以太网与系统中其它数字式机组控制器通讯，起到功率分配控制的作用，具有过/低电压、过/低频率，逆功率等保护作用，发电机起到调峰控制的作用，有效避免完全用市电不能满足钻井需要功率的不足而全用发电机供电成本过高的问题。
(2)本实用新型通过市电电源供电系统和发电机供电系统联动控制实现钻机用电设备的供电，调峰控制响应速度快，能有效减少钻井投资成本，避免油区市电功率有限不能满足大功率钻深井的不足。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型-实施例中发电机与市电调峰控制顺序图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图所示，本实用新型公开的一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，包括均与所述石油钻机用电设备相连的市电电源供电系统和发电机供电系统；所述市电电源供电系统和发电机供电系统相互连接。
所述市电电源供电系统包括市电电源，与市电电源相连的若干市电供电支路，设置于每条市电供电支路上并从市电电源向石油钻机用电设备方向依次设置的市电电压互感器、市电电流互感器、市电断路器，以及与市电电压互感器、市电电流互感器、市电断路器另一端相连的市电数字式机组控制器；其中，市电数字式机组控制器与发电机供电系统相连。其给石油钻机用电设备供电的市电电源是功率有限的电网电源。市电断路器用于接通/分断市电电源。
所述发电机供电系统包括发电机，与发电机相连的若干发电机供电支路，设置于每条发电机供电支路上并从发电机向石油钻机用电设备方向依次设置的发电机电压互感器、发电机电流互感器、发电机断路器、母线电压互感器，以及与发电机电压互感器、发电机电流互感器、发电机断路器、母线电压互感器另一端相连的发电机数字式机组控制器；其中，发电机数字式机组控制器与市电数字式机组控制器相连，发电机数字式机组控制器与市电数字式机组控制器型号相同。
所述市电数字式机组控制器内设置有市电电压检测模块、市电电流检测模块、市电断路器控制模块和市电负荷分配模块，所述市电电压检测模块与市电电压互感器相连，所述市电电流检测模块与市电电流互感器相连，所述市电断路器控制模块与市电断路器相连，所述市电负荷分配模块与发电机数字式机组控制器相连。
所述发电机数字式机组控制器内设置有发电机电压检测模块、发电机电流检测模块、发电机断路器控制模块、母线电压检测模块、发电机速度控制模块、发电机电压控制模块和发电机负荷分配模块，所述发电机电压检测模块与发电机电压互感器相连，所述发电机电流检测模块与发电机电流互感器相连，所述发电机断路器控制模块与发电机断路器相连，所述母线电压检测模块与母线电压互感器相连，所述发电机负荷分配模块与市电负荷分配模块相连，所述发电机速度控制模块、发电机电压控制模块与发电机相连。所述发电机的速度控制器与发电机速度控制模块相连，所述发电机的电压控制器与发电机电压度控制模块相连。
使用时，根据钻井设备用电功率和市电提供的功率大小控制交流发电机启动/停止，控制交流发电机断路器的接通/分断。控制发电机速度控制器调节发电机的频率与市电相等。控制发电机电压控制器调节发电机的电压与市电相等。通过以太网与市电数字式机组控制器通讯，起到功率分配控制的作用，具有过/ 低电压、过/低频率，逆功率等保护作用。其中，市电电压互感器、发电机电压互感器用于测量市电和发电机的电压。市电电流互感器、发电机电流互感器用于测量市电和发电机的电流。同时还可用于计算市电和发电机的功率，用于测量、显示和保护。
并且，发电机的额定电压和额定频率与市电电源相同，从电网输入的功率达到预定的水平后，发电机会自动启动以接管负载。当负载减小到设定水平后，发电机停止。发电机的通断通过发电机断路器实现。
如图2所示，假设某一油区的一口井分4个阶段完成钻采，第一阶段的最大功率需要2600kW，第二阶段的最大功率需要4000kW，第三阶段的最大功率需要3800kW，第四阶段的最大功率需要2000kW。但是油区架设的市电额定功率只有3000kW，显然市电功率不能满足第二阶段和第三阶段的功率要求。
假设用户自备发电机1200kW。对发电机数字式机组控制器进行以下主要参数设置。
最小负载：该数值为发电机可以提供的最小有功功率，这是用来防止发电机负载过低。本例设置为100kW。
启动级：当设备功率高于该等级时，将在开始时间延迟到期之后启动发电机。本例设置为2800kW。
终止级：当设备功率低于该等级时，将在终止时间延迟到期之后将发电机停机。本例设置为2600kW。
钻井第一阶段，设备需要的功率小于市电的额定功率，且小于启动级设置的2800kW功率，设备完全由市电供电。
钻井第二阶段，当设备需要的功率在2800kW时，发电机数字式机组控制器发出起机命令，发电机启动，然后与市电并网，发电机与市电同时为设备供电。
钻井第三阶段，当设备需要的功率大于2400kW时，发电机一直保持运行与市电同时为设备供电。当设备需要的功率小于2400kW时，发电机停止运行，设备完全由市电供电。
钻井第四阶段，设备需要的功率小于市电的额定功率，且小于终止级设置的2400kW功率，设备完全由市电供电。
通过上述设计，本实用新型通过市电电源供电系统和发电机供电系统联动控制实现钻机用电设备的供电，调峰控制响应速度快，能有效减少钻井投资成本，避免油区市电功率有限不能满足大功率钻深井的不足。因此，具有很高的使用价值和推广价值。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，其特征在于，包括均与所述石油钻机用电设备相连的市电电源供电系统和发电机供电系统；所述市电电源供电系统和发电机供电系统相互连接；
所述市电电源供电系统包括市电电源，与市电电源相连的若干市电供电支路，设置于每条市电供电支路上并从市电电源向石油钻机用电设备方向依次设置的市电电压互感器、市电电流互感器、市电断路器，以及与市电电压互感器、市电电流互感器、市电断路器另一端相连的市电数字式机组控制器；其中，市电数字式机组控制器与发电机供电系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，其特征在于，所述发电机供电系统包括发电机，与发电机相连的若干发电机供电支路，设置于每条发电机供电支路上并从发电机向石油钻机用电设备方向依次设置的发电机电压互感器、发电机电流互感器、发电机断路器、母线电压互感器，以及与发电机电压互感器、发电机电流互感器、发电机断路器、母线电压互感器另一端相连的发电机数字式机组控制器；其中，发电机数字式机组控制器与市电数字式机组控制器相连。
3.根据权利要求2所述的一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，其特征在于，所述市电数字式机组控制器内设置有市电电压检测模块、市电电流检测模块、市电断路器控制模块和市电负荷分配模块，所述市电电压检测模块与市电电压互感器相连，所述市电电流检测模块与市电电流互感器相连，所述市电断路器控制模块与市电断路器相连，所述市电负荷分配模块与发电机数字式机组控制器相连。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，其特征在于，所述发电机数字式机组控制器内设置有发电机电压检测模块、发电机电流检测模块、发电机断路器控制模块、母线电压检测模块、发电机速度控制模块、发电机电压控制模块和发电机负荷分配模块，所述发电机电压检测模块与发电机电压互感器相连，所述发电机电流检测模块与发电机电流互感器相连，所述发电机断路器控制模块与发电机断路器相连，所述母线电压检测模块与母线电压互感器相连，所述发电机负荷分配模块与市电负荷分配模块相连，所述发电机速度控制模块、发电机电压控制模块与发电机相连。
5.根据权利要求4所述的一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，其特征在于，所述发电机采用额定电压和额定频率与市电相同的交流发电机，所述发电机的速度控制器与发电机速度控制模块相连，所述发电机的电压控制器与发电机电压度控制模块相连。
6.根据权利要求5所述的一种石油钻机发电机与市电调峰联动控制系统，其特征在于，所述发电机数字式机组控制器与市电数字式机组控制器型号相同。
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