一种电压自动调节的钻机网电供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型有关于一种电压自动调节的钻机网电供电系统，该系统包括：高压控制单元、有载调压分接单元、变压器以及低压控制单元。其中有载调压分接单元包括：有载分接开关、有载调压控制器、电气控制机构、减速箱、分接选择器、储能机构以及切换开关。电压送进高压控制单元，高压控制单元经过断路器的合分闸给变压器供电，变压器副边输出给低压控制单元，经过低压断路器的合分闸，最终输出给负载，有载调压控制器通过检测负载的电压变换，从而发出指令，实施调压，有载调压分接单元构成一个自动调压系统，能起到自动调压的作用。本实用新型为用户提供一个安全、可靠、平稳的交流电网，实现了电气自动化对用户及上级设备及人身的安全保护。
【专利说明】—种电压自动调节的钻机网电供电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻机网电驱动系统领域，特别是涉及一种电压自动调节的钻机网电供电系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着全球工业化和电力系统输配电网的不断发展，除了对电能的需求成倍增长，对供电质量和可靠性的要求也是越来越多，电压质量正受到人们的日益关注和重视。
[0003]目前，石油钻机电驱动系统给电控房供电的方式主要有以下二种类型:
[0004]A、利用一个变压器供电方式:即高电压经过一个35KV/600V的变压器而变成低压电。该方式的优点包括:成本低；其缺点包括:运行不可靠，易对人身安全造成危险等。
[0005]B、利用柴油发电机供电方式:即通过柴油机工作而提供动力，带动发电机转子旋转，利用定子绕组与磁力线的相对运动从而发电。该方式的优点包括:输出的电压比较稳定；其缺点包括:系统复杂，使用及维护成本太高，噪音比较大，有污染，对人身安全存在一定的危险性等。
[0006]发明人在实现本实用新型的过程中发现，在目前的石油钻机的供电领域中，用户需要一种性价比更高的供电方式，以达到低成本、易操作、安全可靠、设备能稳定运行的功效，从而改善石油钻机供电系统的质量。
[0007]有鉴于现有的石油钻机的供电系统中的供电技术存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的电压自动调节的钻机网电供电系统，能够避免现有的石油钻机的供电系统中的供电技术存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于，克服现有的石油钻机网电的供电系统存在的问题，而提供一种新型结构的电压自动调节的钻机网电供电系统，所要解决的技术问题包括:提高供电系统的安全性、降低成本、使设备能稳定运行，从而改善供电系统质量。
[0009]本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型提供一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其包括:高压控制单元、变压器、有载调压分接单元以及低压控制单元；高压控制单元包括:高压进线柜、高压出线柜，高压进线柜与高压出线柜连接并向高压出线柜输出高压电，高压出线柜与变压器连接并向变压器输出高压电；变压器与低压控制单元连接，变压器向低压控制单元输出经过变换后的电压；有载调压分接单元包括:有载分接开关、有载调压控制器、电气控制机构、减速箱、分接选择器、储能机构以及切换开关，有载分接开关的触头与变压器的触头连接，有载调压控制器分别与有载分接开关、电气控制机构连接并向电气控制机构输出命令，减速箱分别与电气控制机构、分接选择器以及储能机构连接并将动力传递给分接选择器和储能机构，切换开关分别与储能机构、有载调压控制器连接；低压控制单元分别与所述变压器、所述有载调压分接单元的有载调压控制器以及负载连接。
[0010]本实用新型的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0011]较佳的，前述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其中所述的变压器和有载分接开关相互垂直。
[0012]较佳的，前述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其中所述高压进线柜包括:传感器、避雷器、隔离手车以及电压互感器，所述传感器、避雷器分别与35KV母线相连接，所述隔离手车上口与35KV母线相连接、下口与所述高压出线柜相连接，所述电压互感器并联于所述隔离手车下口相。
[0013]较佳的，前述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其中所述高压出线柜包括:真空断路器、避雷器、接地刀以及电流互感器，所述真空断路器上口与高压进线柜的隔离手车下口相连接、下口与变压器相连接，所述避雷器、接地刀分别与真空断路器下口相连接，所述电流互感器串联于所述真空断路器和所述变压器之间。
[0014]较佳的，前述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其中所述电气控制机构包括:交流接触器、电机，所述交流接触器与所述电机连接。
[0015]较佳的，前述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其中所述储能机构包括:
弹簧装置。
[0016]较佳的，前述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其中所述低压控制单元包括:低压断路器、UPS以及600/220V小变压器，所述低压断路器分别与负载、所述变压器的输出连接，600/220V小变压器分别与UPS、变压器的输出相连接，UPS输入220V交流电压并为所述低压断路器的脱扣线圈、高压控制单元供电。
[0017]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种电压自动调节的钻机网电供电系统至少具有下列优点及有益效果:本实用新型是利用有载调压分接单元的动作，对供电系统进行自动调压，安全可靠，为负载能够提供一个持续稳定的电压；利用变压器的有载调压措施，调压范围大，投资少，效果好，调压范围一般为15%及以上，同时调压速度快，又具有随时可调性；有载分接开关手动或电动操作均可，也可摇控电动操作，便于实现自动化管理。
[0018]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的电压自动调节的钻机网电供电系统的示意图。
[0020]图2是本实用新型的电压自动调节的钻机网电供电系统的自动调压流程框图。
[0021]【主要元件符号说明】
[0022]1:高压控制单元2:变压器
[0023]3:有载调压分接单元4:低压控制单元
[0024]31:有载分接开关32:有载调压控制器
[0025]33:电气控制机构34:减速箱
[0026]35:分接选择器36:储能机构
[0027]37:切换单元
【具体实施方式】
[0028]为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种电压自动调节的钻机网电供电系统其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0029]请参阅图1，本实用新型的电压自动调节的钻机网电供电系统，包括:高压控制单元1、变压器2、有载调压分接单元3以及低压控制单元4。需要说明的是，由于布局的限制，图1并未详细画出本实用新型的具体结构的细节图。
[0030]高压控制单元I包括高压进线柜与高压出线柜，高压进线柜与高压出线柜电连接。高压进线柜主要包括:传感器、避雷器、隔离手车以及电压互感器，传感器与35KV母线相连接，用来检测线路电压是否正常，避雷器与35KV母线连接，用来防止电压突变，隔离手车上口与35KV母线相连接，下口与高压出线柜相连接，为高压出线柜供电，电压互感器并联于隔离手车下口相，取出来的电压值作为计量和测量用，隔离手车属于机械操作，退出手车起到完全隔离作用。高压出线柜主要包括:真空断路器、避雷器、接地刀以及电流互感器，真空断路器上口与高压进线柜的隔离手车下口相连接、下口与给变压器2相连接，为变压器供电，避雷器与真空断路器下口相连接，用来防止母线电压突变，接地刀与真空断路器下口相连接，为将来在检修变压器时对变压器放电，电流互感器串联于真空断路器和变压器之间，取出来的电流值为其测量和计量用，真空断路器属于电气操作，必须外供220V电源，否则真空断路器无法操作。高压进线柜采用符合高压35KV配电要求的高压柜，主要用于接收引自附近35KV线路的电源，以及通过隔离手车的摇进摇出向高压出线柜输出高压电源。高压出线柜主要用于下一级发生异常(如:过电压、过电流欠电压)时，能够准确的实现跳闸，以及通过真空断路器的合分闸将从高压进线柜接收到的高压进线电源向变压器2输出。
[0031 ] 变压器2除了与高压出线柜连接之外，还与低压控制单元4连接，变压器2向低压控制单元4输出经过变换后的电压。
[0032]有载调压分接单元3可以表现为有载调压分接箱的形式，有载调压分接单元3主要包括:有载分接开关31、有载调压控制器32、电气控制机构33、减速箱34、分接选择器35、储能机构36以及切换开关37。有载分接开关31的触头与变压器2的触头相连接，通过有载分接开关31的触头变换，从而调节变压器2的输出电压；有载调压控制器32分别与有载分接开关31、电气控制机构33以及低压控制单元4连接并向电气控制机构33输出命令。电气控制机构33主要包括:交流接触器、电机以及中间继电器，交流接触器与电机相连接，通过交流接触器控制输入电机的相序，来实现电机的正反转，从而带动传动轴，交流接触器与低压控制柜中的600/220V的小变压器连接，中间继电器控制电机的运转及换向，同时还装有电机保护开关及连档保护等。减速箱34分别与电气控制机构33、分接选择器35以及储能机构36连接，主要用于改变电动机的输出转速以及将动力传递给分接选择器35和储能机构36。分接选择器35主要由丝杆、丝母带动六组动触片上下移动，实现选择分接触头的目的。切换开关37分别与储能机构36、有载调压控制器32连接，切换开关37主要是主要由一根凸轮轴上的6个凸轮带动6个真空开关管及三组单、双档转换触头，用来切换变压器2触头。储能机构36可以表现为弹簧的形式，通过机械结构将能量储存在弹簧内，然后将弹簧储存的能量释放，带动切换开关37动作。有载调压分接单元3主要用于自动化调节电压，最终为用户提供一个稳定的电网。
[0033]低压控制单元4可以表现为低压出线柜的形式，主要包括:低压断路器、UPS、以及600/220V小变压器，低压断路器与变压器2的输出连接，起隔离和短路保护作用，电压经过低压断路器输出给负载；600/220V小变压器与变压器2的输出相连接，将变压器2输出的600V电压变化为220V，UPS与600/220V小变压器连接，输入电压为交流220V，主要为低压断路器和高压控制单元供电。低压控制单元4本身起到一个稳压的作用，经过低压断路器的合分闸，最终输出给负载一个交流电。
[0034]变压器2和有载分接开关31本来平行放置，但是由于运输限制，改为垂直摆放。本供电系统的低压动力电缆采用环式绕制方式设置于电缆槽内，电缆槽焊接于屋顶上，保证了每根电缆长度是一样的，减小了直流电阻，从而能够安全稳定的运行。
[0035]请参阅图2，是本实用新型一种电压自动调节的钻机网电供电系统的自动调压流程框图，需要说明的是，图2中的连线不一定表示连接关系，只是为了说明自动调压的工作流程而已。请同时参阅图1，首先，35KV电压输入高压进线柜，高压进线柜通过隔离手车的摇进摇出，给高压出线柜供电，高压出线柜经过真空断路器的合分闸给变压器2供电，变压器2副边输出给低压控制单元4，经过低压控制单元4中低压断路器的合分闸，最终输出给负载，有载调压控制器32通过检测负载的电压变换，从而发出指令，实施以下调压流程:首先，在有载调压控制器32的程序中设置一个参数，用户根据实际需求(例如负载的大小)在该参数上下浮动设定一个范围，有载调压控制器32将负载的取样电压与预先设定的范围作比较，如果负载的取样电压在该范围之内，有载调压控制器32不发出指令，如果负载的取样电压不在范围之内，有载调压控制器32则给电气控制机构33发出指令，电气控制机构33通过交流接触器及中间继电器来控制电机的运转及方向，同时带动减速箱34将动力传给分接选择器25和储能机构36，储能机构36将能量存储在弹簧里，然后将弹簧里的能量释放，带动切换开关37动作。切换开关37的凸轮轴上的6个凸轮带动6个真空开关管经过度电阻按照有载调压控制器32中的程序动作，同时分接选择器35上的丝杆、丝母带动十二组动触片上下移动，实现分接触头的目的。最终实现了自动化调节电压的目的，为用户提供了一个稳定的电网。
[0036]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于其包括:高压控制单元、变压器、有载调压分接单元以及低压控制单元； 高压控制单元包括:高压进线柜、高压出线柜，高压进线柜与高压出线柜连接并向高压出线柜输出高压电，高压出线柜与变压器连接并向变压器输出高压电； 变压器与低压控制单元连接，变压器向低压控制单元输出经过变换后的电压； 有载调压分接单元包括:有载分接开关、有载调压控制器、电气控制机构、减速箱、分接选择器、储能机构以及切换开关，有载分接开关的触头与变压器的触头连接，有载调压控制器分别与有载分接开关、电气控制机构连接并向电气控制机构输出命令，减速箱分别与电气控制机构、分接选择器以及储能机构连接并将动力传递给分接选择器和储能机构，切换开关分别与储能机构、有载调压控制器连接； 低压控制单元分别与所述变压器、所述有载调压分接单元的有载调压控制器以及负载连接。
2.如权利要求1所述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于所述的变压器和有载分接开关相互垂直。
3.如权利要求1所述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于所述高压进线柜包括:传感器、避雷器、隔离手车以及电压互感器，所述传感器、避雷器分别与35KV母线相连接，所述隔离手车上口与35KV母线相连接、下口与所述高压出线柜相连接，所述电压互感器并联于所述隔离手车下口相。
4.如权利要求1所述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于所述高压出线柜包括:真空断路器、避雷器、接地刀以及电流互感器，所述真空断路器上口与高压进线柜的隔离手车下口相连接、下口与变压器相连接，所述避雷器、接地刀分别与真空断路器下口相连接，所述电流互感器串联于所述真空断路器和所述变压器之间。
5.如权利要求1所述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于所述电气控制机构包括:交流接触器、电机，所述交流接触器与所述电机连接。
6.如权利要求1所述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于所述储能机构包括:弹簧装置。
7.如权利要求1所述的一种电压自动调节的钻机网电供电系统，其特征在于所述低压控制单元包括:低压断路器、UPS以及600/220V小变压器，所述低压断路器分别与负载、所述变压器的输出连接，600/220V小变压器分别与UPS、变压器的输出相连接，UPS输入220V交流电压并为所述低压断路器的脱扣线圈、高压控制单元供电。
【文档编号】H02J13/00GK204089346SQ201420521293
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】高鼎, 高贺 申请人:北京中兴天传电气技术有限公司