CN212751807U - 一种石油钻井直流调速的功率卸载系统 - Google Patents
一种石油钻井直流调速的功率卸载系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212751807U CN212751807U CN202020965180.8U CN202020965180U CN212751807U CN 212751807 U CN212751807 U CN 212751807U CN 202020965180 U CN202020965180 U CN 202020965180U CN 212751807 U CN212751807 U CN 212751807U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- direct current
- module
- unloading
- current speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种石油钻井直流调速的功率卸载系统，具体为：采用PLC控制器作为石油钻井直流调速的功率卸载系统的核心控制器，自动实现基于燃气发电机组的石油钻井直流调速的功率卸载，利用触摸屏，实现功率卸载核心工艺参数的预设和采集参数的实时显示。本系统通过对电网电压、直流电机转速、蓄电池组电压等参数进行实时检测，在电网电压下降超出波动范围，采用有功补偿未达到预期效果时自动开启功率卸载。本实用新型解决了在石油钻井中面对大功率突加负载时，有功补偿系统补偿功率不够的难题，是石油钻井中燃气发电电网和有功补偿系统的有效补充，提高了机械钻机燃气网电系统的安全性和发电效能。
Description
技术领域
本实用新型属于石油钻井直流调速系统控制领域，具体涉及一种石油钻井直流调速的功率卸载系统。
背景技术
本实用新型针对基于燃气发电的石油钻井直流调速系统。燃气发电机组存在以下缺点：在瞬时负载突加或者突减时会出现电网电压波动大、调频响应时间长等情况。为避免燃气发电机组在面对瞬时负载突加的工况下，在调整时间内自调节能力未达到目标而产生解列。我们必须采取稳定电网电压或者直流电机端电压的方法来保护发电机组的继续正常运行。通常的方法采用储能系统实现有功补偿或者增加发电机组，或者增加发电机组备用台数，扩大发电容量，增强发电机组负载承受容量。
在石油钻井应用背景下，储能系统实现有功补偿的突加冲击负载的范围一般在100KW以下。面对100KW以上的冲击负载，采用更大储存功率的储能系统成本太高，电力服务企业一般无法承受。而采用增加发电机组备用台数，扩大发电容量，这种方法企业成本负担大，发电电能有效利用效率较低。
实用新型内容
为解决上述背景技术中的缺点，本实用新型提供了一种石油钻井直流调速的功率卸载系统。
一种石油钻井直流调速的功率卸载系统，基于以下硬件组成:燃气发电机组、SCR直流电机调速系统PLC控制器、触摸屏、直流电机。采用PLC控制器作为石油钻井直流调速的功率卸载系统的核心控制器，自动实现基于燃气发电机组的石油钻井直流调速的功率卸载。利用触摸屏，实现功率卸载核心工艺参数的预设和采集参数的实时显示。
上述PLC控制器包括DI模块、AI模块、AO模块、计数模块；AO模块连接直流调速器，直流调速器控制直流电机。
上述直流电机上安装转速编码器，转速编码器将采集的转速信息通过计数模块传送给 PLC控制器。
同时在电网和蓄电池组设有电压检测器通过数据线连接到PLC控制器，将测定的数据发送给PLC控制器的AI模块以供PLC控制器决策。
进一步的，燃气发电机组由12台250KW的燃气发电机并机组成，提供600V的三相交流电。
进一步的，AO模块的八通道输出接在直流调速器的137通道端口，给定速度和卸载速度都通过AO模块的八通道输出到直流调速器，PLC自动实现给定速度和卸载速度的切换。
本实用新型与现有技术相比的有益技术效果为：
本实用新型解决了在石油钻井中面对大功率突加负载(100KW以上)时，有功补偿系统补偿功率不够的难题，是石油钻井中燃气发电电网和有功补偿系统的有效补充。提高了机械钻机燃气网电系统的安全性和发电效能。
附图说明
图1为本实用新型石油钻井直流调速功率卸载系统拓扑方框图。
图2为石油钻井直流调速功率卸载流程图。
图3为石油钻井直流调速功率卸载控制原理图。
图4为DC主控制器电气原理图。
图5为AI模块电气原理图。
图6为AO模块电气原理图。
图7为直流电机转速编码器电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型的一种石油钻井直流调速的功率卸载系统拓扑图。功率卸载基于以下硬件组成：燃气发电机组、SCR直流电机调速系统PLC控制器、触摸屏、直流电机。燃气发电机组由12台250KW的燃气发电机并机组成，提供600V的三相交流电。机组全部运行总额定容量3MW。其中两台直流电机的额定容量总共2000KW。当石油钻井燃气发电机组在某工艺阶段运行开启部分机组时，如果遇到突加大功率负载的工况，所有运行设备负载之和大于启动燃气发电机组总额定容量，将造成电网瞬时失压，在控制系统判断满足有功补偿系统投入条件后，能量储存系统瞬时补偿系统启动，提供能量补充。在控制系统判断有功补偿未达到预定效果，电网瞬时失压仍超过设定值，功率自动卸载开启。
图2为石油钻井直流调速功率卸载流程图，主要流程如下：
1、首先判断转速编码器的转速是否小于设定速度的7％。如果小于设定速度的7％，则进一步判断电网电压的压降是否在合理范围。
2、判断电网电压的压降是否在7％，如果电网电压低于558V，则有功补偿准备投入。
3、判断储能系统的总电压是否能达到提供有功补偿时间8S的启动电压，如符合，则有功补偿启动。
4、有功补偿启动第一次之后，检测电网电压是否仍低于558V。如果仍低于558V且储能系统的总电压是否能达到提供有功补偿时间8S的启动电压，则再一次启动有功补偿。
5、在步骤3中，如果储能系统的总电压已经无法达到能提供有功补偿时间8S的启动电压，即储存能量不够，则停止有功补偿，自动实时开启功率卸载，卸载量10％，即转速设定值在0～5S内自动平滑降低10％，在5～8S转速设定值维持在降速后的预定值。此时转速降低。因本系统电机是串励电机。串励电机的机械特征为软特性。此时电机输出扭矩加大，带动负载能力加强。
6、功率卸载维持8S，8S后对电网电压进行判断。如果电网电压恢复到600V。说明燃气发电机组已自我调整结束，顺利地挺过了突加负载的瞬间冲击。功率卸载结束。转速给定值恢复最初设定值，直流调速系统继续正常运行。否则继续开启功率卸载，卸载次数不超过3 次。
图3为石油钻井直流调速功率卸载控制原理图。图3中只绘制出与功率卸载有关的主要设备及控制元器件。控制器选用西门子S7312C，触摸屏选用昆仑通态TPC1162Hi面板。
图4为石油钻井直流调速系统DC主控制器电气原理图。其中AO模块的八通道输出接在DC调速模块的137通道端口。给定速度和卸载速度都通过AO模块的八通道输出到DC 调速模块。PLC控制器自动实现给定速度和卸载速度的切换。
石油钻井直流调速的功率卸载系统AI模块电气原理图如图5所示；石油钻井直流调速功率卸载系统AO模块电气原理图如图6所示；直流电机转速编码器电气原理图如图7所示。
本实用新型采用的石油钻井直流调速功率卸载系统，解决了在石油钻井中面对大功率突加负载(100KW以上)时，有功补偿系统补偿功率不够的难题，是石油钻井中燃气发电电网和有功补偿系统的有效补充。提高了机械钻机燃气网电系统的安全性和发电效能。
Claims (3)
1.一种石油钻井直流调速的功率卸载系统，其特征在于，采用PLC控制器作为石油钻井直流调速的功率卸载系统的核心控制器，自动实现基于燃气发电机组的石油钻井直流调速的功率卸载，利用触摸屏，实现功率卸载核心工艺参数的预设和采集参数的实时显示；
所述PLC控制器还包括DI模块、AI模块、AO模块、计数模块；AO模块连接直流调速器，直流调速器控制直流电机；
所述直流电机上安装转速编码器，转速编码器将采集的转速信息通过计数模块传送给PLC控制器；
同时在电网和蓄电池组设有电压检测器，将测定的数据发送给PLC控制器的AI模块。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻井直流调速的功率卸载系统，其特征在于，所述燃气发电机组由12台250KW的燃气发电机并机组成，提供600V的三相交流电。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻井直流调速的功率卸载系统，其特征在于，所述AO模块的八通道输出接在直流调速器的137通道端口，给定速度和卸载速度都通过AO模块的八通道输出到直流调速器，PLC自动实现给定速度和卸载速度的切换。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020965180.8U CN212751807U (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种石油钻井直流调速的功率卸载系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020965180.8U CN212751807U (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种石油钻井直流调速的功率卸载系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212751807U true CN212751807U (zh) | 2021-03-19 |
Family
ID=75006344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020965180.8U Active CN212751807U (zh) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | 一种石油钻井直流调速的功率卸载系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212751807U (zh) |
-
2020
- 2020-06-01 CN CN202020965180.8U patent/CN212751807U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107710553B (zh) | 能量储存系统 | |
| CN101087122B (zh) | 用于发电机的冗余电制动器及保护系统 | |
| CN114977471A (zh) | 能量储存系统 | |
| CN101122262A (zh) | 混合动力汽车发动机暖机控制方法 | |
| CN113922495A (zh) | 一种储能电站及黑启动方法 | |
| CN102709929B (zh) | 基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置及方法 | |
| CN111106630B (zh) | 一种调相机参与提升双馈风机高电压穿越能力的控制方法 | |
| CN201953562U (zh) | 一种风力发电机变桨距控制系统 | |
| Béchir et al. | Wind energy conversion system with full-scale power converter and squirrel cage induction generator | |
| CN102496961A (zh) | 一种基于直流母线的风电独立电网系统 | |
| CN212751807U (zh) | 一种石油钻井直流调速的功率卸载系统 | |
| CN113991731A (zh) | 一种大型燃机储能系统黑启动方法 | |
| CN202405799U (zh) | 一种基于直流母线的风电独立电网系统 | |
| US20230291339A1 (en) | Active Electric ESS | |
| CN114865700A (zh) | 基于飞轮的储能一体化系统及供电方法 | |
| WO2010003469A1 (en) | Power control module and method for controlling energy flow | |
| CN211127640U (zh) | 一种永磁电机拖动无功回馈一体化装置 | |
| Kamel | Hybrid and coordinated soft starting controller for wind generation system runs in the standalone Micro Grid | |
| CN207218256U (zh) | 直流输电双馈型风电机组功率波动及故障控制系统 | |
| CN113093007B (zh) | 一种可变速电机电动工况次同步负载试验方法 | |
| CN217813803U (zh) | 一种储能发电装置及储能发电电路 | |
| CN211670800U (zh) | 基于不稳定汽源的余热发电系统 | |
| CN110912179A (zh) | 双馈风电机组的容错控制方法、双馈风电机组及双馈电机 | |
| Bhuvaneswari et al. | Hybrid wind–diesel energy systems | |
| CN111769569B (zh) | 一种特高压直流送端换流站调相机控制方法、装置及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |