一种石油钻机动力电站接地检测系统和石油钻机动力电站的制作方法

1.本实用新型涉电控设备检测领域，尤其涉及一种石油钻机动力电站接地检测系统和石油钻机动力电站。


背景技术：

2.石油电动钻机不同于一般的电控设备，需要频繁搬家以完成不同区域的钻井作业，这就需要搬家过程中拆卸和安装的设备越少越好，以提高作业效率；同时，在整个钻井作业过程中，特别是在特殊的工作阶段，绝不允许停钻，即使电路存在接地等问题，也要等到合适时机才可维修设备；兼顾到现场人员和设备安全性等问题；目前选择的系统供电电路和接地接零的保护类型为：tt接地接零型式。
3.tt供电和保护方式安装时接线数量最少，在交流动力回路单相或直流动力回路绝缘不达标时，系统可继续进行短时钻井作业，安全性能较高。但需要保护措施必须到位，必须随时了解单相动力电缆的绝缘情况，以保证系统安全。如果动力回路单相100％接地或两相同时接地，会引起严重人身事故和设备损坏事故，后果非常严重，这就需要增加交/直流回路接地检测电路对此种情况进行接地百分比表监测，指示灯指示，自动控制停电等功能加以保护。
4.申请号为cn201180067372.0的专利文献公开了一种接地检测电路，包括：交流电源、以及多个谐振电路。多个谐振电路连接于交流电源与由多个负载形成的至少一个电流通路之间。多个谐振电路均具有与交流电源的频率相同的谐振频率。但是还不能有效解决石油钻机动力电站的接地检测。
5.因而现有的电路检测领域存在不足，还有待改进和提高。


技术实现要素：

6.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种石油钻机动力电站接地检测系统和石油钻机动力电站，能够在动力电站中动力回路中存在线路接地时，实时显示接地的程度，以及在单相接地100％时，能够对外输出警示信号。
7.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
8.一种石油钻机动力电站接地检测系统，包括接地信号采集电路、交流接地检测电路、直流接地检测电路和自检电路；
9.所述接地信号采集电路与所述自检电路连接；所述交流接地检测电路、所述直流接地检测电路分别连接在所述接地信号采集电路与所述自检电路之间的线路上。
10.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，所述信号采集电路包括并联的三组信号采集单元；所述信号采集单元包括串联的采集保险、采集电阻和采集指示灯。
11.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，所述交流接地检测电路包括电流传感器、整流器和交检电流表；所述电流传感器与所述接地信号采集电路连接；所述整流器的输入端与所述电流传感器连接，输出端与所述交检电流表连接。
12.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，所述整流器与所述交检电流表之间还具有交检保护电阻。
13.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，所述直流接地检测电路包括直检电阻和直检电流表；所述直检电阻与所述接地信号采集电路连接，与所述直检电流表串联。
14.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，所述自检电路为自检开关。
15.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，还包括急停指示电路；所述急停指示电路包括串联的指示电容和继电器；所述继电器与所述交流接地检测电路、所述直流接地检测电路连接。
16.优选的所述的石油钻机动力电站接地检测系统，所述继电器具有常开开关，所述常开开关与上位机连接。
17.一种石油钻机动力电站，使用所述的接地检测系统进行接地检测。
18.相较于现有技术，本实用新型提供的一种石油钻机动力电站接地检测系统和石油钻机动力电站，具有以下有益效果：
19.1)本实用新型基于并网三相线路以及接地故障的形成原理，使用所述接地信号采集电路的接地故障信号，进而快速的反馈线路中是否存在接地故障；
20.2)本实用新型能够以百分比的形式展示接地故障的程度，直观且方便，同时在接地故障程度超过100％时，对外指示急停信号。
附图说明
21.图1是本实用新型提供的石油钻机动力电站接地检测系统的结构框图；
22.图2是本实用新型提供的三相线路接地故障原理图；
23.图3是本实用新型提供的油钻机动力电站接地检测系统的电路图。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.请参阅图1-图3，本实用新型提供一种石油钻机动力电站接地检测系统，包括接地信号采集电路1、交流接地检测电路2、直流接地检测电路3和自检电路4；所述接地信号采集电路1，用于检测电站并网的接地信号，并将所述接地信号输送到所述交流接地检测电路2和所述直流接地检测电路3；所述交流接地检测电路2根据所述接地信号进行是否存在交流接地故障的显示；所述直流接地检测电路3根据所述接地信号是否存在直流接地故障的显示；所述自检电路4，用于人工手动检测是否存在接地故障，一般是本领域中手动控制装置，本实用新型不做限定；
26.所述接地信号采集电路1与所述自检电路4连接；所述交流接地检测电路2、所述直流接地检测电路3分别连接在所述接地信号采集电路1与所述自检电路4之间的线路上。
27.具体的，石油电动钻机的动力电站一般是由4-5台柴油发电机组并网组成，同时并网会形成三相电网：a相、b相、c相，同时相线电压vab、vbc、vca相等，一般为600vac。一般情况下，如图2所示，当三相线路的相电压van、vbn、vcn相等，为346vac时，三相电压平衡，n点
电位为零，同时n点的位置为三相线路的中心。如果交流线路中某一相有接地故障，如图虚线所示，本实施例是b相线路有接地故障发生，vbn值变小，van、vbn值变大，此时负载中心n点的电位就会移动到n’点，同时接地故障越严重(绝缘值越低)，则中心n点电位移动到n’点移动值越大，直到等于相电位(此时绝缘值为0)。如果直流侧有接地现象，则等效三相交流分别依次接地，造成负载中心点存在直流电位。在本实施例中，当并网中无接地故障发生时，所述接地信号采集电路1检测到未检测到三相电路之间的压差数据，那么就不会使所述交流接地检测电路2和所述直流接地检测电路3产生相应的检测反馈；相反的，若是存在交流接地故障或者直流接地故障，此时所述接地信号检测电路就会依照上述接地故障的原理，对外输出压差信号，此时，依照接地故障的程度以及种类(交流接地或直流接地)的不同，所述交流接地检测电路2以及所述流接地检测电路能够对外显示接地故障的程度。
28.作为优选方案，本实施例中，所述信号采集电路包括并联的三组信号采集单元；所述信号采集单元包括串联的采集保险f14/f15/f16、采集电阻r11/r12/r13和采集指示灯l06/l07/l08。所述采集电阻r11/r12/r13用于进行分压；所述采集指示灯l06/l07/l08用于根据输入电压的大小显示不同的亮度，优选为额定电压为18vac的指示灯。所述采集电阻r11/r12/r13的阻值优选为2kω。
29.作为优选方案，本实施例中，所述交流接地检测电路2包括电流传感器ct1、整流器br1和交检电流表m08；所述电流传感器ct1与所述接地信号采集电路1连接；所述整流器br1的输入端与所述电流传感器ct1连接，输出端与所述交检电流表m08连接。所述电流传感器ct1为电流互感器，具体型号不做限定，当检测线路中存在电流时，将检测检测的电流信号传送到所述整流器br1中；所述整流器br1用于将所述电流传感器ct1传输的电流信号整流后输出到所述交检电流表m08中；所述交检电流表m08根据检测到的电流的大小以百分比的形式显示大小，显示的百分比越大，则表示交流接地故障程度越强，否则越弱。
30.作为优选方案，本实施例中，所述整流器br1与所述交检电流表m08之间还具有交检保护电阻(未标示)，防止电流过高损坏设备。
31.作为优选方案，本实施例中，所述直流接地检测电路3包括直检电阻r1和直检电流表m09；所述直检电阻r1与所述接地信号采集电路1连接，与所述直检电流表m09串联。所述直检电阻r1用于将线路中的直流信号转换成电压信号输入到所述直检电流表m09中；所述直检电流表m09用于根据所述直检电阻r1传输的电压信号显示直流接地百分比数值。
32.具体的，每组所述信号采集单元分别与并网中的单一相线路连接，分别用于检测每一相线路是否存在压差，以每相电压当交流和直流电路无故障发生时，每相电压对图1中三组所述信号采集单元并联位置的电压差值为相应的额定电压，本实施例中为346vac，经过所述采集电阻r11/r12/r13分压后，将12vac的电压接到所述采集指示灯l06/l07/l08上，若所述采集指示灯l06/l07/l08的额定电压为18vac，则此时所述采集指示灯l06/l07/l08为暗亮。同时所述并联位置与n点之间的电位差为零，从所述并联位置到n(pe)点无电流流动。当三相交流电中的一相存在接地故障时，此相线路相对于并联位置处电压贬低，对应的所述采集指示灯l06/l07/l08变暗；此时并联位置对于n(pe)点因压差不归为零存在交流电压，此时所述电流传感器ct1感应出电流信号，通过所述整流器br1后传输到所述交检电流表m08中，现实交流接地百分比值。当直流侧正+、负-电路的其中一相接地时，所述并联位置点电位将会存在一定的直流电压，且接地越严重，三台所述采集指示灯l06/l07/l08承受的
电压值变高，指示灯变亮；此时所述并联位置点电位对于n(pe)点存在直流电压，所述直检电阻r1将直流信号换算成电压信号，输入到所述直检电流表m09中显示直流接地百分比数值。
33.作为优选方案，本实施例中，所述自检电路4为自检开关pb02，用于接地检测系统是否正常。一般情况下所述自检开关pb02为闭合状态，在进行自检时，需要断开所述自检开关pb02，此时并联位置处与n(pe)点无电流通过，所述交检电流表m08和所述直检电流表m09归位到零。
34.作为优选方案，本实施例中，还包括急停指示电路5；所述急停指示电路5包括串联的指示电容c1/c2/c3和继电器rl10；所述继电器rl10与所述交流接地检测电路2、所述直流接地检测电路3连接。所述急停指示电路5，用于根据所述交流接地检测电路2和所述直流接地检测电路3反馈的信号进行对外指示。
35.作为优选方案，本实施例中，所述继电器rl10具有常开开关，所述常开开关与上位机连接。
36.在本实施例中，在所述交检电流表m08或直检电流表m09的显示均没有超过100％时，此时不会对所述急停指示电路5发送反馈信号，但是当交检电流表m08或直检电流表m09的数值超过100％就会对外发送反馈信号，经过所述指示电容c1/c2/c3的滤波后，传输到所述继电器rl10上，将所述继电器rl10上的常开开关06-17/06-18闭合，进而对外指示急停信号to plc panel。实现急停的原理可以是，外界控制急停电路在所述常开开关闭06-17/06-18合后，外部控制系统即可实现线路控制急停，所述常开开关06-17/06-18相当于急停控制开关。
37.相应的，本实用新型还提供一种石油钻机动力电站，使用所述的接地检测系统进行接地检测。其具有上述相应的功能，此处不做赘述。
38.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。