RU2652286C1 - Электроэнергетическая система морской буровой платформы - Google Patents
Электроэнергетическая система морской буровой платформы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652286C1 RU2652286C1 RU2017118703A RU2017118703A RU2652286C1 RU 2652286 C1 RU2652286 C1 RU 2652286C1 RU 2017118703 A RU2017118703 A RU 2017118703A RU 2017118703 A RU2017118703 A RU 2017118703A RU 2652286 C1 RU2652286 C1 RU 2652286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generators
- voltage
- power system
- water heater
- electric
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000005612 types of electricity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
- B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Электроэнергетическая система морской буровой платформы содержит дизельные двигатели и синхронные генераторы, главный распределительный щит, автономные инверторы напряжения, электроприводы переменного тока бурового насоса, роторного стола и спуско-подъемного механизма, измерительные блоки, общий активный выпрямитель, водоподогреватель опреснительной установки, регулятор мощности водоподогревателя опреснительной установки, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик системы, а именно: повышение коэффициента мощности, уменьшение нелинейных искажений, поддержание непрерывного режима работы дизель-генераторов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в электроэнергетических системах морских буровых платформ.
Известен способ распределения электроэнергии единой базовой судовой электроэнергетической системы и система для его реализации (ЭЭС) (патент RU №2460191, от 29.07.2010), содержащая главный распределительный щит источника электроэнергии, главные распределительные щиты сетей приемников электроэнергии, единый источник электроэнергии, обратимые преобразователи электроэнергии, блоки управления приемников.
Однако указанная ЭЭС характеризуется сложной системой распределения электроэнергии переменного тока и наличием многозвенной структуры ее последовательного преобразования в другие виды электроэнергии с введением соответствующего количества промежуточных электросетей и главных распределительных щитов (ГРЩ), включая обратимые преобразователи, устройства коммутации, защиты и управления потребителей электроэнергии.
Известна судовая электроэнергетическая установка (патент RU №124246, опубл. 20.01.2013 г.), содержащая главный двигатель, главный генератор, гребной электродвигатель, преобразователь частоты, выполненный управляемым, обратимым и содержащий последовательно соединенные управляемые выпрямитель и инвертор, каждый из которых снабжен собственным контроллером.
Недостатками данной установки являются повышенные потери при преобразовании механической энергии главного двигателя в электрическую, промежуточного и обратного преобразования при работе электрической пропульсивной установки на мощностях, близких к номинальной; повышенные габариты и масса.
Известна судовая электроэнергетическая система (патент RU №2375804, опубл. 10.12.2009 г.), содержащая судовую электрическую станцию переменного тока, электрическую сеть переменного тока, электрическую сеть постоянного тока и управляемые выпрямители, потребители переменного тока с постоянными значениями напряжения и частоты, силовые трансформаторы, при этом электрическая сеть переменного тока разделена на электрическую сеть переменного тока высокого напряжения и электрическую сеть переменного тока низкого напряжения.
Недостатками данной системы является сложная система распределения переменного тока, что влечет за собой снижение общего КПД системы, увеличение габаритов и массы системы, а также снижение надежности.
Известна судовая электроэнергетическая установка (патент РФ №2458819, опубл. 20.08.2012 г.), содержащая главные дизели, трехфазные синхронные генераторы, главный распределительный щит, выпрямители, многоуровневые инверторы преобразователей частоты, гребные электродвигатели.
Недостатками данной системы является наличие на статоре каждого синхронного генератора двух или более раздельных трехфазных обмоток, что исключает возможность независимого регулирования напряжений на этих обмотках. Также при работе многоуровневых инверторов нагрузка на разные трехфазные обмотки одного и того же синхронного генератора будет различной, и напряжение на этих обмотках будет отклоняться от номинального на различные величины. Вследствие этого обеспечить стабильность одновременно на всех трехфазных обмотках синхронного генератора автономная система стабилизации не сможет. Поэтому выходные напряжения на различных трехфазных обмотках генераторов, а значит, и на линиях главного распределительного щита, будут различны.
Известна судовая электроэнергетическая установка (патент RU №2436708, опубл. 20.12.2011 г.), принятая за прототип, содержащая главные дизели или турбины и главные синхронные генераторы, главный распределительный щит, преобразователи частоты, состоящие из 12-пульсного выпрямителя и автономного инвертора, к выходу которых подключены гребные электродвигатели, а также аварийный дизель-генератор, обмотка статора которого через автоматический выключатель подключена к линии питания аварийного распределительного щита.
Недостатком данной установки является искажение формы кривой тока и напряжения, а также снижение КПД системы.
Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик системы, т.е. повышение коэффициента мощности, уменьшение нелинейных искажений, а также поддержание непрерывного режима работы дизель-генераторов.
Технический результат достигается тем, что синхронные генераторы подключены через измерительные блоки к общему активному выпрямителю, выходы которого соединены с автономными инверторами напряжения электроприводов переменного тока бурового насоса и роторного стола, а электропривод переменного тока спуско-подъемного механизма подключен к автономному инвертору напряжения через измерительный блок, выходы которого подключены вместе с выходами измерительных блоков генераторов к входу регулятора мощности водоподогревателя опреснительной установки, который затем подключен к главному распределительному щиту.
Электроэнергетическая система морской буровой платформы поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - структурная схема электроэнергетической системы морской буровой платформы;
фиг. 2 - принципиальная схема активного выпрямителя и автономного инвертора напряжения;
фиг. 3 - структурная схема измерительного блока.
1 - первичный двигатель (ДВС);
2 - синхронный генератор переменного тока;
3 - измерительный блок;
4 - главный распределительный щит;
5 - общий активный выпрямитель;
6 - регулятор мощности водоподогревателя;
7 - автономный инвертор напряжения;
8 - электродвигатель переменного тока бурового насоса;
9 - электродвигатель переменного тока роторного стола;
10 - электродвигатель переменного тока спуско-подъемного механизма;
11 - водоподогреватель опреснительной установки;
12 - транзисторный ключ;
13 - IGBT - транзистор;
14 - диод;
15 - датчик тока;
16 - датчик напряжения.
Электроэнергетическая система состоит из первичных двигателей 1, соединенных с синхронными генераторами переменного тока 2, подключенными через измерительные блоки 3, содержащие датчики тока 15 и датчики напряжения 16 к главному распределительному щиту 4, к которому подключен электрический водоподогреватель опреснительной установки 11 через регулятор мощности водоподогревателя 6, а также общий активный выпрямитель 5, на основе транзисторных ключей 12, содержащий параллельно включенные IGBT - транзистор 13 и диод 14, к которому подключены электроприводы переменного тока бурового насоса 8, электроприводы переменного тока роторного стола 9 и электроприводы переменного тока спуско-подъемных 10 механизмов с помощью автономных инверторов напряжения 7. (фиг. 1). Электропривод спуско-подъемного механизма 10 подключен к автономному инвертору напряжения 7 через измерительный блок 3. На входы блока регулирования 6 подключены выходы измерительных блоков 3 (фиг. 3).
Электроэнергетическая система работает следующим образом. В режиме подъема буровой колонны. Первичные двигатели 1 приводят во вращение генераторы 2, переменное напряжение генераторов 2, через измерительные блоки 3, подается на главный распределительный щит 4, от него электрический водоподогреватель опреснительной установки 11 через регулятор мощности 6, а также на общий активный выпрямитель 5, в котором оно выпрямляется. Регулируя угол включения транзисторных ключей (фиг. 2), поддерживают постоянное значение выпрямленного напряжения на конденсаторе, и соответственно на выходе активного выпрямителя 5, которое автономным инвертором напряжения 7 преобразуется в переменное напряжение регулируемой частоты и измеряемое блоком 3, и подаваемое на фазы асинхронного двигателя спуско-подъемного механизма 10. Система управления, получающая сигналы от измерительных блоков 3, содержащих датчики тока 15 и напряжения 16, формирует управляющее воздействие, подаваемое на выводы управления ключами выпрямителя и инвертора, таким образом, чтобы активный выпрямитель обеспечивал максимальный коэффициент мощности, а при увеличении нагрузки на валу электродвигателя 10 управляющий сигнал формировался таким образом, чтобы поддерживалось постоянное значение напряжения. В то же время регулятор 6, получая сигналы от блоков 3, уменьшает мощность водоподогревателя 11, тем самым снижая нагрузку на дизель-генераторы.
В режиме спуска буровой колонны. Когда ротор асинхронного двигателя 10 начинает вращаться с частотой, большей, чем частота вращения магнитного поля статора, асинхронный электродвигатель переходит в генераторный режим работы. Формируется напряжение, значение которого измеряется блоком 3 и подается на регулятор мощности водоподогревателя 6, который в свою очередь, сравнивая его со значениями тока и напряжения, полученными от измерительных блоков 3, производит регулирование мощности подогревателя 11 для того, чтобы потребить излишки рекуперативной энергии, отданной в сеть с целью поддержания непрерывного режима работы дизель-генераторов 2.
Claims (1)
- Электроэнергетическая система морской буровой платформы, содержащая дизельные двигатели и синхронные генераторы, главный распределительный щит, автономные инверторы напряжения, электроприводы переменного тока бурового насоса, роторного стола и спуско-подъемного механизма, отличающаяся тем, что трехфазные синхронные генераторы подключены через измерительные блоки к общему активному выпрямителю, выходы которого соединены с автономными инверторами напряжения электроприводов переменного тока бурового насоса и роторного стола, а электропривод переменного тока спуско-подъемного механизма подключен к автономному инвертору напряжения через измерительный блок, выходы которого подключены вместе с выходами измерительных блоков генераторов к входу регулятора мощности водоподогревателя опреснительной установки, который затем подключен к главному распределительному щиту.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118703A RU2652286C1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Электроэнергетическая система морской буровой платформы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118703A RU2652286C1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Электроэнергетическая система морской буровой платформы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2652286C1 true RU2652286C1 (ru) | 2018-04-25 |
Family
ID=62045448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017118703A RU2652286C1 (ru) | 2017-05-29 | 2017-05-29 | Электроэнергетическая система морской буровой платформы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2652286C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113550731A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-10-26 | 四川宏华电气有限责任公司 | 一种丛式井钻机电控系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1664654A1 (ru) * | 1989-07-07 | 1991-07-23 | Центральное конструкторское бюро "Коралл" | Электроэнергетическа система морской буровой платформы |
| RU2414046C2 (ru) * | 2006-03-07 | 2011-03-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором |
| US7985108B1 (en) * | 2008-10-01 | 2011-07-26 | Thrustmaster of Texas, Inc. | Modular diesel hydraulic thurster system for dynamically positioning semi submersibles |
| EP1960855B1 (en) * | 2005-12-07 | 2014-08-27 | Marine Cybernetics AS | A method and a system for testing of a power management system of a marine vessel |
| US9148080B2 (en) * | 2009-10-02 | 2015-09-29 | General Electric Company | Power generation apparatus |
-
2017
- 2017-05-29 RU RU2017118703A patent/RU2652286C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1664654A1 (ru) * | 1989-07-07 | 1991-07-23 | Центральное конструкторское бюро "Коралл" | Электроэнергетическа система морской буровой платформы |
| EP1960855B1 (en) * | 2005-12-07 | 2014-08-27 | Marine Cybernetics AS | A method and a system for testing of a power management system of a marine vessel |
| RU2414046C2 (ru) * | 2006-03-07 | 2011-03-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором |
| US7985108B1 (en) * | 2008-10-01 | 2011-07-26 | Thrustmaster of Texas, Inc. | Modular diesel hydraulic thurster system for dynamically positioning semi submersibles |
| US9148080B2 (en) * | 2009-10-02 | 2015-09-29 | General Electric Company | Power generation apparatus |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113550731A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-10-26 | 四川宏华电气有限责任公司 | 一种丛式井钻机电控系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2775623C (en) | An electrical power conversion system and method | |
| RU2608085C2 (ru) | Способ и система для управления гидроэлектрическими турбинами | |
| US8587141B2 (en) | Frequency converter | |
| US7576443B2 (en) | Method and apparatus for generating electric power | |
| US20150349687A1 (en) | Electric Power Generation and Distribution for Islanded or Weakly-Connected Systems | |
| US20050012487A1 (en) | Doubly fed induction machine | |
| US20050237774A1 (en) | Method for operating a matrix converter and matrix converter for implementing the method | |
| RU185666U1 (ru) | Многофазная система электродвижения судов | |
| WO2014032668A1 (en) | Connection system for power generation system with dc output | |
| RU157368U1 (ru) | Система электродвижения судов | |
| JP6454540B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| RU2652286C1 (ru) | Электроэнергетическая система морской буровой платформы | |
| Cardoso et al. | Evolution and development prospects of electric propulsion systems of large sea ships | |
| RU181202U1 (ru) | Система электродвижения судов | |
| RU2521883C1 (ru) | Судовая электроэнергетическая установка | |
| RU187809U1 (ru) | Многофазная система электродвижения судов с коммутатором в нейтрали | |
| WO2016167816A1 (en) | Dynamic wind turbine energy storage device | |
| KR101087582B1 (ko) | 다중 권선형 전기기기 시스템 | |
| RU2640378C2 (ru) | Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе | |
| RU202167U1 (ru) | Электропривод | |
| Chanda | Use of Arno converter and motor-generator set to convert a single-phase AC supply to a three-phase AC for controlling the speed of a three-phase induction motor by using a three-phase to three-phase cycloconverter | |
| SU1309205A1 (ru) | Гребна электрическа установка двойного рода тока | |
| RU2575366C1 (ru) | Электроэнергетическая установка судна | |
| Wankhede et al. | Overview of Mv Drive Technologies in Mines and Future Scope | |
| RU122215U1 (ru) | Статический многоуровневый преобразователь частоты для питания синхронных электродвигателей |