专利名称：一种电动钻机用无功补偿滤波一体化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，属于供电电路技术领域。
背景技术：
油田施工过程中，常用到大型电动钻机，由于电动钻机为感性负载，导致电网的功率因素比较低，所以为了提高功率因素，减少不必要的损耗，必须对电网进行电容补偿。此夕卜，电动钻机在工作过程，还会使电网产生高频谐波。目前最为普遍的做法是在配电房安装无功功率补偿器，降低无功损耗，提供功率因数，这种方式不能消除谐波，因为电容器组及串联电抗器支路与变压器等元件支路在3、5次谐波频率附近产生谐振，对3、5次谐波有一定的放大作用。另一种做法是，在用电设备旁边安装有源滤波器或无源滤波器，以消除谐波。但这种方式达不到无功功率补偿的作用，因为有源滤波器本身产生与电网谐波电流相反而大小相同的谐波电流，以消除电网的电流谐波，而对电压畸变只能改善一些，所以达不到无功功率补偿。还有一种方式是，在配电室安装无功功率补偿器，在用电设备旁安装有源滤波器， 这样既可以实现无功补偿，又可以对用电设备产生的谐波进行有效治理。事实上不可能每台用电设备旁边都安装一台有源滤波器，这样一来成本太高了，仅对大功率用电设备安装有源滤波器，对谐波治理是有限的，掛在同一条线路上有太多的计算机，打印机，日光灯，变频空调，电视机，冰箱等，这些日常用电设备虽然单台产生的谐波能量不大，但日常用电设备的数量却是巨大，所产生的谐波能量叠加起远远超过一台大功率用电设备所产生的谐波能量°
实用新型内容本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，将无功功率补偿与有源滤波器的谐波治理功能合为一体，在供电电源端解决无功补偿及谐波治理。为解决以上技术问题，本实用新型所提供的一种电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，包括有源动态滤波器，所述有源动态滤波器包括谐波取样电流互感器、采样板、PLC 控制器、高频滤波器及IGBT模块，该一体化系统还包括无功功率补偿器，所述无功功率补偿器包括呈三角形连接的电力电容器组、串联在每相回路中的电抗器、通过电容补偿取样电流互感器与电网连接的电容补偿控制器，所述电力电容器组通过双向晶闸管电路与电网连接；所述双向晶闸管电路包括两个反向并联的晶闸管，第一晶闸管的第一电极与第二晶闸管的第二电极并联后作为进线极，第一晶闸管的第二电极与第二晶闸管的第一电极并联后作为出线极，第一晶闸管的控制级与第二晶闸管的控制极并联后接入所述电容补偿控制
ο[0007]相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果该系统将有源滤波器的谐波治理功能与无功功率补偿器的功率因素补偿功能合为一体，在供电电源端解决无功补偿及谐波治理问题，电容补偿控制器通过控制晶闸管的导通与切断，实现电力电容组的投用与退出。作为本实用新型的改进，RC滤波电路并接在所述双向晶闸管电路的进线极与所述出线极之间，所述RC滤波电路由电阻与电容串联而成。作为本实用新型的进一步改进，所述有源动态滤波器中，所述高频滤波器的两端均串联有电抗器。左边电网侧的电抗器与三相高频滤波器组成高频谐振电路，以消除高频谐波，右边IGBT侧的作为限流电抗器。作为本实用新型的进一步改进，该一体化系统还设有协调所述有源动态滤波器及所述无功功率补偿器动作的并机控制器，所述电容补偿控制器的功率因数信号通过自身的 RS485端口接入所述并机控制器的RS485端口一 ；所述有源动态滤波器的PLC控制器将谐波含量信号通过自身的RS485端口接入所述并机控制器的RS485端口二，所述并机控制器通过RS485端口一及RS485端口二分别向所述电容补偿控制器及所述PLC控制器发送投用或停止指令。并机控制器协调有源动态滤波器及无功功率补偿器动作，防止二者出现抢补。
图1为本实用新型电动钻机用无功补偿滤波一体化系统的电气原理图。图中B.变压器；DKl.进线开关；1.无功功率补偿器；101.双向晶闸管电路；102. 电容补偿控制器；Li.无功补偿电抗器；C.电力电容器组；CTA.电容补偿取样电流互感器； DK2.刀熔开关；2.有源动态滤波器；CT1、CT2、CT3.谐波取样电流互感器；201.采样板； 202. PLC控制器；203.高频滤波器；L2.滤波电抗器、L3.限流电抗器；3.并机控制器；4.负载。
具体实施方式
如图1所示，电网经过变压器B、进线开关DKl接入负载4。本实用新型的电动钻机用无功补偿滤波一体化系统包括有源动态滤波器2及无功功率补偿器1。有源动态滤波器2包括采样板201、PLC控制器202、高频滤波器203及IGBT模块，高频滤波器203的左端串联有滤波电抗器L2，右端串联有限流电抗器L3。采样板201通过谐波取样电流互感器 CT1、CT2、CT3与电网连接。无功功率补偿器1包括呈三角形连接的电力电容器组C、串联在每相回路中的无功补偿电抗器Li、通过电容补偿取样电流互感器CTA与电网连接的电容补偿控制器102，电力电容器组通过双向晶闸管电路101、刀熔开关DK2与电网连接；双向晶闸管电路101包括两个反向并联的晶闸管，第一晶闸管的第一电极与第二晶闸管的第二电极并联后作为进线极，第一晶闸管的第二电极与第二晶闸管的第一电极并联后作为出线极，第一晶闸管的控制级与第二晶闸管的控制极并联后接入电容补偿控制器102。RC滤波电路并接在双向晶闸管电路101的进线极与出线极之间，RC滤波电路由电阻与电容串联而成。电容补偿控制器102的功率因数信号通过自身的RS485端口接入并机控制器3的 RS485端口一 ；有源动态滤波器2的PLC控制器202将谐波含量信号通过自身的RS485端口接入并机控制器3的RS485端口二，并机控制器3通过RS485端口一及RS485端口二分别向电容补偿控制器102及PLC控制器202发送投用或停止指令。并机控制器3协调有源动态滤波器2及无功功率补偿器1的动作，防止二者出现抢补。 除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
权利要求1.一种电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，包括有源动态滤波器，所述有源动态滤波器包括谐波取样电流互感器、采样板、PLC控制器、高频滤波器及IGBT模块，其特征是该一体化系统还包括无功功率补偿器，所述无功功率补偿器包括呈三角形连接的电力电容器组、串联在每相回路中的电抗器、通过电容补偿取样电流互感器与电网连接的电容补偿控制器，所述电力电容器组通过双向晶闸管电路与电网连接；所述双向晶闸管电路包括两个反向并联的晶闸管，第一晶闸管的第一电极与第二晶闸管的第二电极并联后作为进线极， 第一晶闸管的第二电极与第二晶闸管的第一电极并联后作为出线极，第一晶闸管的控制级与第二晶间管的控制极并联后接入所述电容补偿控制器。
2.根据权利要求1所述的电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，其特征是，RC滤波电路并接在所述双向晶闸管电路的进线极与所述出线极之间，所述RC滤波电路由电阻与电容串联而成。
3.根据权利要求2所述的电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，其特征是，所述有源动态滤波器中，所述高频滤波器的两端均串联有电抗器。
4.根据权利要求1或2所述的电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，其特征是，该一体化系统还设有协调所述有源动态滤波器及所述无功功率补偿器动作的并机控制器，所述电容补偿控制器的功率因数信号通过自身的RS485端口接入所述并机控制器的RS485端口一；所述有源动态滤波器的PLC控制器将谐波含量信号通过自身的RS485端口接入所述并机控制器的RS485端口二，所述并机控制器通过RS485端口一及RS485端口二分别向所述电容补偿控制器及所述PLC控制器发送投用或停止指令。
专利摘要本实用新型公开了一种电动钻机用无功补偿滤波一体化系统，属于供电技术领域，以在供电电源端解决无功补偿及谐波治理的问题。该系统包括有源动态滤波器及无功功率补偿器，有源动态滤波器包括谐波取样电流互感器、采样板、PLC控制器、高频滤波器及IGBT模块，高频滤波器的两端均串联有电抗器。无功功率补偿器包括电力电容器组、电抗器、通过电流互感器与电网连接的电容补偿控制器，电力电容器组通过双向晶闸管电路与电网连接；双向晶闸管电路包括两个反向并联的晶闸管，两晶闸管的进线极通过RC滤波电路与出线极连接，两晶闸管的控制极并联后接入电容补偿控制器。并机控制器协调有源动态滤波器及无功功率补偿器动作，防止出现抢补。
文档编号H02J3/18GK202231439SQ201120031460
公开日2012年5月23日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者卓如刚, 姚启东, 王建 申请人:江苏华研电力科技有限公司