NO143756B - Oljeborerigg for boring og utvinning av et oljefelt utenfor kysten. - Google Patents

Abstract

Oljeborerigg for boring og utvinning av et oljefelt utenfor kysten.

Description

Anordning for avbruddsfri vekselstrømforsyning.

Fordelingsnett for elektrisk energi som vanligvis er utført for distribusjon av tre-fasevekselstrøm, er undertiden utsatt for forstyrrelser som medfører at spenningen og eventuelt også frekvensen synker util-børlig eller at spenningen helt forsvinner.

I mange anlegg finnes visse kraftforbru-kende belastningsobjekter av en slik art at driftsavbrudd som følge av feil på kraftfordelingsnettet medfører så store ulemper at der som reserve for kraftfordelingsnettet anordnes en lokal reservestrømkilde som kan erstatte fordelingsnettet for matning av slike viktige objekter. Reservestrømkil-den som ofte utgjøres av en vekselstrøm-generator drevet av en forbrenningsmotor, anordnes ofte slik at den starter automatisk såsnart der inntreffer feil på vekselstrøm-nettet, men der oppstår brudd i forsynin-gen i den tid som medgår til start av reser-vestrømkilden.

Det finnes imidlertid en del veksel-strømdrevne belastningsob jekter, f. eks. visse, teletekniske apparater, for hvilke sogar et meget kortvarig avbrudd medfører så betydelige driftsforstyrrelser at en fullstendig avbruddsfri tilførsel er ønskelig. Ofte stiller disse belastningsobj ekter dessuten så store krav til konstant driftsspen-ning at på fordelingsnettet normalt fore-kommende spenningssvingninger ikke kan tillates helt eller delvis å innvirke på drifts-spenningen, hvorfor tilførselen må skje med en fra fordelingsnettet elektrisk adskilt vekselstrømkilde. Et antall forskjellige anordninger for avbruddsfri tilførsel ved hjelp av en fra fordelingsnettet adskilt vek-selstrømkilde er kjent og disse kan inn-deles i to hovedgrupper.

Den ene gruppe utmerker seg ved at den energi som kreves for matning av be-astningen under reservéstrømkildens start-

tid er opplagret i et stadig roterende sving-hjul. For å holde rimelige dimensjoner på svinghjulet må reservéstrømkildens starttid være kort og dessuten er anordninger som tilhører denne gruppe for det meste slik utført at frekvensen på matningsvek-selspenningen avtar når svinghjulet i starttiden avgir energi, hvilket i visse tilfelle ikke kan tillates eller betyr en mangel. Den annen gruppe utmerker seg ved at energien for matning av belastningen under reservéstrømkildens starttid tas fra et akkumulatorbatteri, som da mater en like-strømmotor, som i det minste under starttiden driver vekselstrømgeneratoren, hvor-

til belastningen er koblet. Anordninger til-hørende denne gruppe er ofte slik utført at nevnte vekselstrømgenerator med unn-tagelse av reservéstrømkildens starttid, drives av en vekselstrømmotor, koblet til fordelingsnettet eller reservestrømkilden. Da. akkumulatorbatteriet uten vanskelighet kan dimensjoneres for dekning av energi-behovet i temmelig- lang tid, stilles ingen store krav med hensyn til kort starttid for reservestrømkilden og driftspenningens frekvens kan med temmelig enkle midler holdes praktisk talt konstant også i starttiden.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for avbruddsfri vekselstrømtilfør-sel innenfor nevnte annen gruppe og hen-sikten med oppfinnelsen er med et minimum av inngående komponenter å skaffe

en anordning med stor driftssikkerhet som virker helt automatisk og som derfor krever1 et minimum av tilsyn. Figuren viser prin.-sippskjemaet i såkalt enpolet utførelse for. en anordning ifølge oppfinnelsen. Den belastning D som avbruddsfritt skal mates: med vekselstrøm er, eventuelt via en ven-der E, tilkoblet en vekselstrømgenerator G som fortrinnsvis er forsynt med automatisk regulering til konstant spenning. Venderen E, hvis' forhånden, er passende slik utført at den automatisk kobler belastningen D til generatoren G når denne gir spenning, men via venderen C til> vekselstrømnettet N eller reservestrømkilden R, F når generatoren G ikke gir spenning. Venderen E' muliggjør altså matning av belastningen D selv i tilfelle av slik. feil at generatoren G ikke gir spenning, men at vekselstrøm-nettet eller reservestrømkilden gir spenning.

Vekselstrømgeneratoren G eE mekanisk, koblet til og drives av en likestrømmotor M som via et pådrag P for start av motoren samt en strømbryter S er koblet til like-strømsiden på en likeretter L,, parallellkoblet med et akkumulatorbatteri B. Likeretteren L er via; venderen C på vekselstrøm-siden koblet til vekselstrømnettet N eller, ved feil på nettet, tii reservestrømkilden F, R. Likeretteren L har en slik i og for seg kjent utførelse at den ved avgitt likestrøm lavere enn en innstillbar grensestrøm gir en av belastningsstrømmen og av norma-le vekselspenningsvariasjoner uavhengig praktisk talt konstant Ukeispenning, som er innstillbar på forskjellige verdier og. at den ved den innstillbare grensestrøm går over til å regulere på praktisk talt konstant strøm, hvilket innebærer at likeretterens avgitte strøm ikke kan- overstige den innstilte grensestrøm. Batteriet B består av et antall seriekoblede akkumulatørceller, f .eks. blyakkumulatorceller, .og strømmen gjennom batteriet passerer et f. eks. med kon-takt eller kontakter forsynt strømfølsomt organ A som er kombinert med spenriings-innstillingen for likeretteren L på en. slik måte at når strømmen gjennom batteriet går i ladningsretningen og overstiger en bestemt passende innstillbar verdi, innstilles likeretteren for regulering på en bestemt høyere spenning, som i tilfelle av al batteriet B utgjøres av blyakkumulatorceller, hensiktsmessig går opp til 2,3 til 2,4 \ pr. celle, mens når strømmen i ladningsretningen går under en bestemt fortrinnsvis innstillbar verdi, som kan være lavere: enn den nevnte verdi, og når strømmen gjennom batteriet går i utladningsretningen, innstilles likeretteren på regulering på en bestemt lavere spenning, som for et blybatteri hensiktsmessig går opp til ca. 2,2 V pr. celle. Den største innstillbare verdi for grensestrømmen i likeretteren L skal være så- stor at likeretteren samtidig kan gi. strøm for drift av motoren M og for opp- ' ladning av batteriet. For å hindre at batteriet får for stor ladestrøm hvis strømbry-teren S er åpen,, forsynes denne strømbry-ter hensiktsmessig med en hjelpekontakt eller noen hjelpekontakter ved hjelp av hvilke likeretterens' grensestrøm innstilles ,på en viss høyere verdi når strømbryteren is er hikket og; på. en viss lavere verdi når

.strømbryteren er åpen.. For å hindre at 'batteriet i den tid likeretteren ikke gir

strøm og motoren drives av strøm fra batteriet,, utlades altfor sterkt, hvilket er ska-delig for batteriet, forsynes strømbryteren S hensiktsmessig med underspenningsut-løsning som slår ut strømbryteren når spenningen på batteriet synker til den lavest, tillatte for batteriet ved. utladning.

Strømbryteren S er hensiktsmessig forsynt, med en anordning for overstrømutløsniing og, utløsning, ved overturtall på motoren M. I Strømbryteren S forsynes dessuten hensiktsmessig med en anordning som, hvis ;den er løst ut på grunn, av underspenning,. automatisk slår inn igjen strømbryteren såsnart spenningen på batteriet stiger litt over. batteriets hvilespenning, som for et blybatteri er ca. 2,05 V pr. celle. Hvis strøm-bryteren har slik automatisk innkobling,. skal pådraget P være automatisk virkende. Ettersom det ofte er ønskelig at frekvensen hos den av generatoren G avgitte vekselspenning er omtrent konstant og frekvensen er avhengig av generatorens o-mdrei-ningshastighet, er det hensiktsmessig å forsyne motoren med en slik kjent regulerings-anordnirig at turtallet på motoren holdes konstant med påkrevet nøyaktighet innenfor det område av den motoren påtrykkede spenning som kan forekomme under drift.

Ved beskrivelsen av anordningens funksjon forutsettes at batteriet B utgjøres av blyakkumulatorceller, at batteriet til å.. ; begynne med er fullt oppladet og at om-i formeren M, G er i drift, slik at generatoren . G gir vekselspenning med riktig spenning . og frekvens. Belastningen D mates da via ; omkobleren E fra generatoren G. Når vek-selstrømnettet N er feilfritt, er likeretteren r L over venderen C forbundet med nettet N og gir likestrøm delvis til motoren M og delvis til batteriet B. Ettersom batteriet B er fulladet, er den ladestrøm som passerer gjiennom batteriet så liten at det- strøm-følsomme organ A har innstilt likeretteren L. på regulering til den lavere spenning som tilsvarer ca. 2,2 V pr. battericelle. Ved denne spenning får batteriet en liten lade-strøm som er passende for kompensering av den selvutladning som foregår r batteriet, hvorfor batteriet holdes i oppladet tilstand. Spenningen 2,2 V pr. celle er dog for lav for fullstendig oppladning av batteriet på- rimelig tid. Hvis spenningen på nettet. N forsvinner, slutter likeretteren å gi strøm, hvorved batteriet B gir strøm til motoren M og utlades. Hvis der i anlegget inngår en reservestrømkiide F, R, startes denne, eventuelt automatisk,, ved feil på nettet N og når reservestrømkilden gir spenning, kobles likeretteren, eventuelt automatisk, til denne over venderen C. Likeretteren som i innkoblingsøyeblikket er innstilt på regulering til en spenning som: tilsvarer ca. 2,2 V pr. celle, gir da igjen strøm, men ettersom' batteriet er delvis utladet, opptar det ved denne spenning så stor ladestrøm at det strømfølsomme organ A innstiller likeretteren på regulering til den høyere spenning, som svarer til 2,3 til 2,4 V pr. celle, som passer for oppladning av batteriet. Ved' denne høyere spenning opptar batteriet i begynnelsen så stor strøm at likeretter-strømmen øker til den på likeretteren innstilte grensestrøm, som fordi strømbryteren S er lukket, utgjør summen av den for drift av motoren M nødvendige strøm og den for batteriet passende ladestrøm.

Med denne innstilling av strømgrensen må reservestrømkilden gi effekt såvel for drift av motoren som for oppladning av batteriet. I visse tilfelle er det ønskelig å begrense reservéstrømkildens effekt "så meget som mulig. Ved den angjeldende anordning, kan dette skje ved at den grense-strøm på likeretteren som innstilles når strømbryteren S er lukket ved hjelp av venderen C anbragt hjelpekontakt eller hjelpekon takter, gjøres avhengig også av venderens C stilling på en slik måte at når likeretteren er koblet til reservestrømkilden og strømbryteren S er lukket, innstilles grensestrømmen på en verdi som bare er litt høyere enn den som kreves for drift av motoren, mens når likeretteren er koblet til vekselstrømnettet og strømbryteren S er lukket, innstilles grensestrømmen på den høyere verdi som kreves for samtidig å drive motoren og lade batteriet. Ved en slik ut-førelse vil den hovedsakelige oppladning av batteriet foregå når likeretteren' er koblet til nettet N.

Når batteriet lades, stiger dets mot-

spenning litt etter litt, hvilket gjør at lade-strømmen avtar. Ved innstilling på en passende verdi av den strømstyrke ved hvilken det strømfølsomme organ A innstiller likeretteren på å holde den. lavere spenning, tilsvarende ca. 2,2 V pr. celle, opp-|nås at denne cm kobl ing skjer når batteriet ier praktisk talt fulloppladet. Ved at like-jretteren deretter regulerer på en spenning tilsvarende ca. 2,2 V pr. celle, vil batteriet bli holdt i praktisk talt fulloppladet tilstand. Når vekselstrømnettet N igjen får normal spenning, kobles, likeretteren even-jtuelt automatisk fra reservestrømkilden til nettet.

Hvis feilen på vekselstrømnettet holder seg gjennom lengere tid og reservestrømkil-den mangler eller ikke kan bringes i funksjon, er der fare for at batteriet kan utlades altfor sterkt, hvorved det kan ta skade. Ettersom den grense hvortil et batteri kan utlades uten å skades bestemmes av en av utladningsstrømmen avhengig minste celle-spenning, den såkalte sluttspenning, kan faren for altfor sterk utladning elimineres ved å forsyne strømbryteren S med under-spenningsutløsning som er slik justert at i strømbryteren automatisk åpnes' når spenningen nærmer seg batteriets sluttspenning. Strømbryteren S kan og bør dessuten jvære forsynt med overstrømutløsning og utløsning ved overturtall på omformeren |M, G. For såsnart som mulig å sette an-ordningen i drift igjen uten manuell inngripen etter at strømbryteren S er utløst på grunn av underspenning, bør pådraget P for start av motoren være automatisk virkende på kjent måte samtidig som strømbryteren S bør være slik utført at den, hvis den åpnes på grunn av underspenning, automatisk lukkes når spenningen på batteriet stiger til en verdi som er litt høyere enn batteriets hvilespenning. Når nemlig vek-selspenningen etter en feil kommer igjen på likeretterens vekselstrømside, begynner likeretteren på før beskrevet måte å lade batteriet, hvorved batterispenningen umid-delbart stiger over hvilespenningen, hvilket gjør at strømbryteren S automatisk lukkes og omformeren M, G startes ved hjelp av det automatisk virkende pådrag P. Hvis strømbryteren S skulle åpnes på grunn av overstrøm eller overturtall, bør den ikke automatisk gjeninnkobles, ettersom år-saken til en slik utløsning kan bero på en eller annen feil i omformeren M, G eller tilhørende reguleringsutstyr. Ved en slik utløsning omkobles dog belastningen D over venderen E til vekselstrømnettet N eller reservestrømkilden F, R og mates fra én av disse, hvis en av dem gir spenning.

Hvis det ansees nødvendig, kan i dette til-

felle matningen av belastningen D foregå

over en i figuren ikke vist automatisk spen-

ningsregulator som holder spenningen på

belastningen praktisk talt konstant.

For å hindre at batteriet B etter en ut-

løsning av strømbryteren S får altfor stor ladestrøm, bør strømbryteren S være for-

synt med hjelpekontakt eller hjelpekontak-

ter som kombineres med likeretteren L på

en slik måte at når strømbryteren S er åpen, er likeretterens grensestrøm innstilt på en for ladning av batteriet passende verdi, som er mindre enn den verdi av grensestrømmen, hvorpå likeretteren er innstilt når strømbryteren er lukket.

Hvis vekselstrømnettet N er så pålitelig

at risikoen for feil med lengere varighet ansees å være liten eller ikke forhånden,

kan batteriet B velges så stort at det er til-

strekkelig til å gi strøm til motoren M i hele nettfeiltiden, hvorved reservestrømkilden F, R og venderen C kan sløyfes.

Claims (5)

1. Anordning for avbruddsfri veksel-strømforsyning av en belastning (D) fra et ikke avbruddsfritt vekselstrømnett (N)

samt eventuelt også fra en, ved feil på vek-selstrømnettet, dette erstattende lokal re-servestrømkiide bestående av en veksel-strømgenerator (R) som drives av f. eks. en forbrenningsmotor (F), hvilken reserve-strømkiide kan være anordnet enten for automatisk å tre i funksjon ved feil på vekselstrømnettet eller for start og innkobling med manuell inngripen, idet belastningen (D) er tilkoblet en fortrinnsvis med automatisk spenningsregulering forsynt vekselstrømgenerator (G), mekanisk koblet til og drevet av en likestrømmotor (M), som over en strømbryter (S) og et pådrag (P) mates fra en til vekselstrømnettet (N) og eventuelt til en foreliggende reser-vestrømkiide (R, F)_ koblbar likeretter (L), parallellkoblet med'et akkumulatorbatteri (B), som i den tid likeretteren ikke kan gi strøm på grunn av at der mangler spenning' på dens vekselstrømside, gir strøm til motoren (M), karakterisert ved at likeretteren (L) er av en slik kjent utførel-se at den ved varierende belastning og nor-male svingninger i spenningen på dens vekselstrømside gir praktisk talt konstant og innstillbar spenning opp til en innstillbar grensestrøm, ved hvilken den går over til regulering på hovedsakelig konstant strøm, at likeretterens største innstillbare grensestrøm er så meget større enn den strøm som kreves for drift av motoren (M) it likeretteren ved denne innstilling samtidig kan gi strøm såvel for drift av motoren soin for passende ladning av batteriet, it for å sikre at batteriet får passende lade-strøm enten motoren (M) er i drift eller ikke, er den på likeretteren innstilte gren-sestrøm automatisk avhengig av strømbry-terens (S) stilling på en slik måte at likeretteren er innstilt på nevnte største gren-sestrøm når strømbryteren er lukket, men på en mindre grensestrøm når strømbryte-ren er åpen, at strømmen gjennom batteriet (B) passerer et strømfølsomt organ (A) som er slik innrettet og kombinert med likeretteren (L) at når strømmen gjennom batteriet går i laderetningen og overstiger en viss passende innstillbar verdi, innstilles likeretteren på regulering på en viss høyere spenning mens når strømmen i laderetningen går under en viss fortrinnsvis innstillbar verdi, som kan være mindre enn nevnte verdi, og når strømmen gjennom batteriet går i utladningsretningen, innstilles likeretteren på regulering på en viss lavere spenning, samt at funksjonsverdiene for det strømfølsomme organ (A), de to spen-ninger hvortil likeretteren regulerer samt de to grensestrømmer for likeretteren, velges slik at batteriet etter en utladning straks likeretteren trer i funksjon, automatisk opplades med passende strøm, uavhengig av om likestrømmotoren er i drift eller ikke, hvoretter batteriet holdes i fullt oppladet tilstand så lenge likeretteren er i funksjon.

2. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at størrelsen av den grensestrøm, på hvilken likeretteren éi* innstilt når strømbryteren (S) er lukket, er avhengig av likeretterens tilkobling på en slik måte at når likeretteren er koblet til reservestrømkilden er den innstilt på en grensestrøm som ubetydelig overstiger den for likestrømmotoren påkrevede, men på en vesentlig større grensestrøm når den er koblet til vekselstrømnettet, hvorved re-servéstrømkildens størrelse stort sett kan begrenses til den for drift av likestrøm-motoren nødvendige og ladning av batteriet hovedsakelig skjer når likeretteren er koblet til vekselstrømnettet.

3. Anordning-ifølge påstand 1, karakterisert ved at der for likestrøm-motoren er anordnet en reguleringsinnret-ning i kjent utførelse, hvorved motorens turtall uavhengig av belastningen holdes hovedsakelig konstant innenfor i det minste det område for den motoren påtrykte likespenning, hvis øvre grense utgjør den spenning som likeretteren gir når den regulerer på den høyere spenning og hvis nedre grense utgjør batteriets sluttspenning ved utladning.

4. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at pådraget (P) på kjent måte er automatisk virkende og at strøm-bryteren (S) er slik utført at den automatisk løser ut når spenningen på batteriet ved utladning synker til en viss fortrinnsvis innstillbar verdi og, hvis den er løst ut av nevnte grunn, igjen lukkes når spenningen på batteriet stiger til en verdi som overstiger hvilespenningen, hvorved den av likestrømmotoren og vekselstrømgenera-toren bestående omformer automatisk settes i drift såsnart batteriet begynner å lades.

5. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at der for belastningen er anordnet en automatisk virkende ven-der (E) som er slik innrettet at belastningen kobles til vekselstrømgeneratoren når denne gir spenning, men til vekselstrøm-nettet eller reservestrømkilden når veksel-strømgeneratoren ikke gir spenning.