CN218633353U - 发电机与网电并网装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种发电机与网电并网装置，适用于调整发电机的频率电压与网电一致，发电机与网电共同供电，满足钻机作业需求。通过设置电流互感器来检测电流。通过设置电压互感器来检测电压。通过设置调压器调节发电机输出的电压值。通过设置控制电源单元来给调速器、控制器供电。发电柜控制发电机输出电能是否并入网。电压、频率、相位、相序均与网电、动力电缆相同的情况下，发电柜允许发电机并网。本申请通过调速器调节发电机输出的频率，调压器调整发电机输出的电压，控制器控制调整调速器与调压器的输出给定值，对比传统的并网设备，对发电机所产电能的同电压同频率的处理更加稳定。

Description

发电机与网电并网装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻机工具技术领域，尤其涉及一种发电机与网电并网装置。

背景技术

在当前石油钻机行业的发展中，绿色、节能、环保是行业发展的大势所趋。对于自备柴油发电机组且可以使用网电的钻机作业时，应优先使用网电。但钻机满功率钻井时对电网容量的需求约为2500～3000KVA，夏季或国家电网限制钻井作业电量消耗需求时，电网能够提供的容量约为1500KVA，此时需要柴油发电机所发的电能进行同电压同频率处理后与网电并网。

但是现有的并网设备在工作过程中，对发电装置所产电能同电压同频率处理不够稳定。

如何对发电装置所产电能的同电压同频率处理更加稳定，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为满足柴油发电机、网电并网的同电压、同频率的要求，本申请提供一种发电机与网电并网装置。

为实现本实用新型目的提供的一种发电机与网电并网装置，包括：

并网控制箱100和发电柜；

所述并网控制箱100设有电流互感器、调速器、电压互感器、调压器、控制器和控制电源单元；

所述电流互感器适用于与发电机输出端电连接；

所述调速器设有电流检测接口、电枢信号接口、速度信号接口、速度调整接口和供电接口，所述电流互感器的K2端与所述调速器的电流检测接口电连接，所述电枢信号接口适用于与电枢绕组电连接，所述速度信号接口适用于与发电机电连接；

发电机输出端经所述电流互感器与所述电压互感器电连接；

所述调压器设有功率输入接口、电压检测接口、励磁输出接口、母线电压接口和辅助控制接口，所述电压互感器输出端与所述功率输入接口电连接，所述电压互感器输出端与所述电压检测接口电连接，所述励磁输出接口适用于励磁机的励磁绕线组正负对应电连接，所述发电柜的输出端与所述调压器的母线电压接口电连接；

所述控制器设有电流检测接口、发电机电压接口、母线电压接口、速度调整接口、电压调整接口、供电接口，所述电流互感器的K1端与所述控制器的电流检测接口电连接，所述调速器的电流检测接口与所述控制器的电流检测接口电连接，所述发电机电压接口与所述电压互感器的输出端电连接，所述控制器的母线电压接口与所述电压互感器的输出端电连接，所述控制器的速度调整接口与所述调速器的速度调整接口电连接，所述电压调整接口与所述辅助控制接口电连接；

所述控制电源单元分别与所述调速器、所述控制器的供电接口电连接；

发电机的输出端经电流互感器、电压互感器与所述发电柜的输入端电连接，所述发电柜的输出端适用于与动力电缆电连接。

在一种可能的实现方式中，所述调速器为2301E调速器，所述调压器为DECS-100调压器，所述控制器为AGC控制器。

在一种可能的实现方式中，所述2301E调速器设有UP接口、DOWN接口，所述电源控制单元经单刀双掷开关、旋钮开关与所述UP接口电连接，单刀掷开关的另一输出端经另一旋钮开关与所述DOWN接口电连接。

在一种可能的实现方式中，所述2301E调速器设有报警接口，所述报警接口与继电器的输入端电连接，继电器的常断触点与报警单元电连接，所述报警单元的输出端与所述控制电源电连接。

在一种可能的实现方式中，所述DECS调压器设有外部调整接口，所述外部调整接口包括7、6D和6U，所述外部调整接口的7经单刀双掷开关和旋转按钮与所述外部调整接口的6D电连接，单刀双掷开关的另一输出端经另一旋转按钮与所述外部调整接口的6U电连接。

在一种可能的实现方式中，所述AGC控制器设有E-STOP接口，所述E-STOP接口电连接有按钮开关。

在一种可能的实现方式中，发电机输出端电连接有第一指示灯。

在一种可能的实现方式中，所述并网控制柜还包括断路器；

所述电压互感器的输入端电连接有所述断路器，所述发电柜的输出端电连接有所述断路器。

在一种可能的实现方式中，所述发电柜的断路器常闭点与继电器的输入端电连接，继电器的常闭触点电连接有第二指示灯，所述第二指示灯的输出端与所述控制电源单元电连接。

在一种可能的实现方式中，所述并网控制柜还包括转换箱；

所述转换箱设有多组对应匹配连接的插头与插座，所述插头的输入端适用于分别与励磁机的励磁绕线组、电枢绕组、发电机的执行器电连接，所述插座的输出端分别与励磁输出接口、电枢信号接口、速度信号接口电连接。

本申请适用于调整发电机的频率与电压与网电一致，发电机与网电共同供电，满足钻机作业需求。通过设置电流互感器并接入调速器和控制器的电流检测接口来检测电流。通过设置调速器调节发电机供电的频率，调速器通过设置电流检测接口、电枢信号接口、速度信号接口、速度调整接口和供电接口来检测电流、发电机电枢信号、发电机速度信号、调整输出速度给定值和给调速器供电。通过设置电压互感器来检测电压。调压器通过设置功率输入接口、电压检测接口、励磁输出接口、母线电压接口和辅助控制接口来给调压器供电、检测发电机输出电压、检测励磁电压、检测母线电压用于电压匹配和调整输出电压给定值。所述控制器设有电流检测接口、发电机电压接口、母线电压接口、速度调整接口、电压调整接口和供电接口来检测电流、检测发电机电压、检测动力电缆电压、调整调速器的输出速度给定值、调整调压器的输出电压给定值和给控制器供电。通过设置控制电源单元来给调速器、控制器供电。发电柜适用于控制发电机是否并入网。电压、频率、相位、相序均与网电、动力电缆相同的情况下，发电柜允许发电机并网。本申请通过调速器调节发电机输出的频率，调压器调整发电机输出的电压，控制器控制调整调速器与调压器的输出给定值，对比传统的并网设备，对发电机所产电能的同电压同频率的处理更加稳定。

附图说明

图1示出本申请实施例的发电机与网电并网装置的原理示意图；

图2示出本申请实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；

图3示出本申请实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；

图4示出本申请实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；

图5示出本申请实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图。

图6示出本申请实施例的发电机与网电并网装置的原理示意图；

图7示出本申请实施例的发电柜的原理示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

图1示出根据本申请一实施例的发电机与网电并网装置的原理示意图；图2示出根据本申请一实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；图3示出根据本申请一实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；图4示出根据本申请一实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；图5示出根据本申请一实施例的发电机与网电并网装置的局部放大图；图6示出根据本申请一实施例的发电机与网电并网装置的原理示意图；图7示出根据本申请一实施例的发电柜的原理示意图。

如图2所示，该发电机与网电并网装置包括：并网控制箱100和发电柜200。并网控制箱100设有电流互感器110、调速器120、电压互感器130、调压器140、控制器150和控制电源单元。电流互感器110适用于与发电机输出端电连接。调速器120设有电流检测接口、电枢信号接口、速度信号接口、速度调整接口和供电接口，电流互感器110的K2端与调速器120的电流检测接口电连接，电枢信号接口适用于与电枢绕组电连接，速度信号接口适用于与发电机执行器电连接；发电机输出端经电流互感器110与电压互感器130电连接。

调压器140设有功率输入接口、电压检测接口、励磁输出接口、母线电压接口和辅助控制接口，电压互感器130输出端与功率输入接口电连接，电压互感器130输出端与电压检测接口电连接，励磁输出接口适用于励磁机的励磁绕线组正负对应电连接，发电柜200的输出端与调压器140的母线电压接口电连接。

控制器150设有电流检测接口、发电机电压接口、母线电压接口、速度调整接口、电压调整接口、供电接口，电流互感器110的K1端与控制器150的电流检测接口电连接，调速器120的电流检测接口与控制器150的电流检测接口电连接，发电机电压接口与电压互感器130的输出端电连接，控制器150的母线电压接口与电压互感器130的输出端电连接，控制器150的速度调整接口与调速器120的速度调整接口电连接，电压调整接口与辅助控制接口电连接。

控制电源单元分别与调速器120、控制器150的供电接口电连接。发电机的输出端经电流互感器110、电压互感器130与所述发电柜200的输入端电连接，所述发电柜200的输出端适用于与动力电缆电连接。

本申请适用于调整发电机的频率与电压与网电一致，发电机与网电共同供电，满足钻机作业需求。通过设置电流互感器110并接入调速器120和控制器150的电流检测接口来检测电流。检测电流用于计算发电机相角，用于调差和VAR/PF控制。通过设置调速器120调节发电机供电的频率，调速器120通过设置电流检测接口、电枢信号接口、速度信号接口、速度调整接口和供电接口来检测电流、发电机电枢信号、发电机速度信号、调整输出速度给定值和给调速器120供电。通过设置电压互感器130来检测电压。所述调压器140通过设置功率输入接口、电压检测接口、励磁输出接口、母线电压接口和辅助控制接口来给调压器140供电、检测发电机输出电压、检测励磁电压用于系统保护、检测母线电压用于电压匹配和调整输出电压给定值。所谓电压匹配是指调整发电机输出的电压，使发电机输出电压与母线电压一致。所述控制器150设有电流检测接口、发电机电压接口、母线电压接口、速度调整接口、电压调整接口和供电接口来检测电流、检测发电机电压、检测动力电缆电压、调整调速器120的输出速度给定值、调整调压器140的输出电压给定值和给控制器150供电。通过设置控制电源单元来给调速器120、控制器150供电。发电柜200适用于控制发电机是否并入网。电压、频率、相位、相序均与网电、动力电缆相同的情况下，发电柜200允许发电机并网。本申请通过调速器调节发电机输出的频率，调压器调整发电机输出的电压，控制器控制调整调速器与调压器的输出给定值，对比传统的并网设备，对发电机所产电能的同电压同频率的处理更加稳定。

进一步地，一台发电机至少与一个并网发电柜200电连接，一个并网发电柜200可以与两台以上的发电机电连接。

进一步地，一台发电机与一个发电柜200电连接，网电输出端分别与两个发电柜200电连接。

进一步地，发电机执行器与调速器120、励磁绕组与调压器140的电连接采用控制电缆，选用带屏蔽的电缆，能够减少电磁场等外部因素的干扰，从而能够提高并网的速率。

在一种可能的实现方式中，调速器120为2301E调速器120，调压器140为DECS-100调压器140，控制器150为AGC控制器150。调速器120、调压器140、控制器150均选用现有型号，易得，操作简单明确。

在一种可能的实现方式中，2301E调速器120设有UP接口、DOWN接口，电源控制单元经单刀双掷开关、旋钮开关与UP接口电连接，单刀掷开关的另一输出端经旋钮开关与DOWN接口电连接。UP接口得电，可以增大输出速度给定值，配合旋转按钮控制增大程度；DOWN接口得电，可以减小电压给定值，配合旋转按钮控制减小程度。提供一种外部人为控制调速器120的输出速度给定值的方式。

在一种可能的实现方式中，2301E调速器120设有报警接口，报警接口与继电器的输入端电连接，继电器的常断触点与报警单元电连接，报警单元的输出端与控制电源电连接。调速器120输出异常时，继电器吸合，报警单元得电，发出警报提醒工作人员。

进一步地，报警单元可以为电铃、电警笛、电喇叭或蜂鸣器中的任意一种。

进一步地，报警单元可以为发出强光的指示灯。

在一种可能的实现方式中，DECS调压器140设有外部调整接口，外部调整接口包括7、6D和6U，外部调整接口的7经单刀双掷开关和旋转按钮与外部调整接口的6D电连接，单刀双掷开关的另一输出端经另一旋转按钮与外部调整接口的6U电连接。7与6D电连接，可以减小电压给定值，配合旋转按钮控制减小程度；7与6U电连接，可以增大电压给定值，配合旋转按钮控制增大程度。提供一种外部人为控制调压器140的输出电压给定值的方式。

进一步地，发电并网装置内不设置有功表和无功表，DECS-100调压器140设有VAR/PF CONTROL接口，VAR/PF CONTROL接口包括52J接口和52K接口，52J接口和52K接口电连接。

在一种可能的实现方式中，所述AGC控制器150设有E-STOP接口，所述E-STOP接口电连接有按钮开关。按钮开关适用于突发情况下的紧急控制，按下按钮开关，并网发电柜200停止工作，不参与调节发电机输出的频率及电压，发电柜200检测到异常，拒绝并网。

在一种可能的实现方式中，发电机输出端电连接有第一指示灯170。发电机正常工作输出时，第一指示灯170得电亮起。向工作人员显示发电机的工作状态。

在一种可能的实现方式中，并网控制柜还包括断路器160；电压互感器130的输入端电连接有断路器160，发电柜200的输出端电连接有断路器160。断路器160对电压互感器130、动力电缆其一定的保护作用。

在一种可能的实现方式中，发电柜200的断路器160常闭点与继电器的输入端电连接，继电器的常闭触点与第二指示灯180电连接，第二指示灯180的输出端与控制电源单元电连接。发电柜200输出超出安全阈值断开，继电器吸合，第二指示灯180得电亮起，显示发电柜200输出异常，无法完成并网。

进一步地，并网发电柜200还设有控制面板，旋钮开关、第一指示灯170、第二指示灯180与按钮开关位于控制面板上。

在一种可能的实现方式中，并网控制柜还包括转换箱190；转换箱190设有多组对应匹配连接的插头与插座，插头的输入端适用于分别与励磁机的励磁绕线组、电枢绕组、发电机的执行器电连接，插座的输出端分别与励磁输出接口、电枢信号接口、速度信号接口电连接。插头与插座可拆卸连接，方便操作。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种发电机与网电并网装置，其特征在于，包括：

并网控制箱和发电柜；

所述并网控制箱设有电流互感器、调速器、电压互感器、调压器、控制器和控制电源单元；

所述电流互感器适用于与发电机输出端电连接；

所述调速器设有电流检测接口、电枢信号接口、速度信号接口、速度调整接口和供电接口，所述电流互感器的K2端与所述调速器的电流检测接口电连接，所述电枢信号接口适用于与电枢绕组电连接，所述速度信号接口适用于与发电机电连接；

发电机输出端经所述电流互感器与所述电压互感器电连接；

所述调压器设有功率输入接口、电压检测接口、励磁输出接口、母线电压接口和辅助控制接口，所述电压互感器输出端与所述功率输入接口电连接，所述电压互感器输出端与所述电压检测接口电连接，所述励磁输出接口适用于励磁机的励磁绕线组正负对应电连接，所述发电柜的输出端与所述调压器的母线电压接口电连接；

所述控制器设有电流检测接口、发电机电压接口、母线电压接口、速度调整接口、电压调整接口、供电接口，所述电流互感器的K1端与所述控制器的电流检测接口电连接，所述调速器的电流检测接口与所述控制器的电流检测接口电连接，所述发电机电压接口与所述电压互感器的输出端电连接，所述控制器的母线电压接口与所述电压互感器的输出端电连接，所述控制器的速度调整接口与所述调速器的速度调整接口电连接，所述电压调整接口与所述辅助控制接口电连接；

所述控制电源单元分别与所述调速器、所述控制器的供电接口电连接；

发电机的输出端经电流互感器、电压互感器与所述发电柜的输入端电连接，所述发电柜的输出端适用于与动力电缆电连接。

2.根据权利要求1所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述调速器为2301E调速器，所述调压器为DECS-100调压器，所述控制器为AGC控制器。

3.根据权利要求2所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述2301E调速器设有UP接口、DOWN接口，所述控制电源单元经单刀双掷开关、旋钮开关与所述UP接口电连接，单刀掷开关的另一输出端经另一旋钮开关与所述DOWN接口电连接。

4.根据权利要求3所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述2301E调速器设有报警接口，所述报警接口与继电器的输入端电连接，继电器的常断触点与报警单元电连接，所述报警单元的输出端与所述控制电源电连接。

5.根据权利要求4所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述DECS-100调压器设有外部调整接口，所述外部调整接口包括7、6D和6U，所述外部调整接口的7经单刀双掷开关和旋转按钮与所述外部调整接口的6D电连接，单刀双掷开关的另一输出端经另一旋转按钮与所述外部调整接口的6U电连接。

6.根据权利要求5所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述AGC控制器设有E-STOP接口，所述E-STOP接口电连接有按钮开关。

7.根据权利要求6所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，发电机输出端电连接有第一指示灯。

8.根据权利要求7所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述并网控制箱还包括断路器；

所述电压互感器的输入端电连接有所述断路器，所述发电柜的输出端电连接有所述断路器。

9.根据权利要求8所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述发电柜的断路器常闭点与继电器的输入端电连接，继电器的常闭触点电连接有第二指示灯，所述第二指示灯的输出端与所述控制电源单元电连接。

10.根据权利要求9所述的发电机与网电并网装置，其特征在于，所述并网控制鬼还包括转换箱；

所述转换箱设有多组对应匹配连接的插头与插座，所述插头的输入端适用于分别与励磁机的励磁绕线组、电枢绕组、发电机的执行器电连接，所述插座的输出端分别与励磁输出接口、电枢信号接口、速度信号接口电连接。

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