凿井提升机的移动式高压变频电控设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出属于凿井提升机控制技术，提出一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备。提出的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备由电控室和控制室组成；电控室、控制室均为密闭式空心矩形体；电控室、控制室的底部均具有方便起吊的吊耳（13）和用以供动力电缆和控制电缆进出的电缆进出口（8）；所述的电控室通过电缆进出口（8）使控制电缆与动力电缆相连，电控室内控制电缆的出口通过快速接插件与控制室内的控制电缆相连，实现了电控室和控制室单独吊装运输和快速连接；本发明既能够适合凿井工地恶劣环境，又能适应不同凿井现场高压电网不同供电电压的情况。
【专利说明】凿井提升机的移动式高压变频电控设备
【技术领域】
[0001] 本发明属于凿井提升机控制技术，提出一种凿井提升机的移动式高压变频电控设 备。
【背景技术】
[0002] 凿井工地通常在荒郊野外，场地包括道路没有硬化，空气中可能充满粉尘、柳絮、 枯叶、烧荒的烟尘、沙尘和雨雪，这些对凿井提升电控设备的安全使用造成了不利影响；凿 井工地电网可能是6kV供电也可能是IOkV供电，下个凿井工地的供电情况具有不确定性， 而且电网质量差，公知的凿井提升机电控设备从原理到封装形式与通用的矿井提升机电控 设备相近，不能有效地满足凿井工况的需求，主要存在以下缺点：1)需要按一定的标准建造 存放和使用这些设备的建筑，花费较大的成本，凿井工作短则数月长则一至两年，随着凿井 工作的结束，这些建筑就得拆掉，浪费了许多资源；2)饱受恶劣环境的影响，电控设备故障 率高，因故停机，影响生产效率；3)凿井工作完成之后转场到下一个工地，要重新安装和调 试，增加了凿井工期，经济效益和社会效益差；4)更换到新的凿井工地，要根据新工地电网 情况对电控设备进行局部改造，耽误工期并耗费更多的费用；5)对网侧的高次谐波没有进 行过滤，可能造成凿井电控设备本身以及其他设备不能正常运行。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种凿井提升机的移动式高压变频电 控设备。
[0004] 本发明为完成上述发明目的采取如下技术方案： 一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，所述的移动式高压变频电控设备包括有 电控室和控制室；所述的电控室、控制室均为密闭式空心矩形体；所述的电控室、控制室的 壳体均包括有底座、活动顶板和墙体；所述底座的上表面设置有绝缘地板；所述的墙体具 有作为内外墙面的C型盖板，两个所述的C型盖板扣合为一体形成墙体，在两个所述的C型 盖板之间设置有作为骨架的方钢，且相邻两根方钢之间由U型加强板连接为一体；两个所 述的C型盖板之间填充隔热阻燃材料构成具有隔热阻燃功能的墙体；所述电控室、控制室 的底座上均具有方便起吊的吊耳，用以快速地将电控室、控制室移动至新的凿井工地；所述 电控室、控制室的底座上还具有用以供动力电缆和控制电缆的进出电缆进出口；所述的电 控室通过电缆进出口使控制电缆与动力电缆相连，电控室内控制电缆的出口通过快速接插 件与控制室内的控制电缆相连，实现了电控室和控制室单独吊装运输和快速连接。
[0005] 所述的控制室内设置有操作台；所述的电控室内设置有高压变频装置和低压控制 装置；所述的高压变频装置包括有高压开关柜、滤波器柜、整流变压器柜和功率单元柜；滤 波器柜用以对网侧的高次谐波进行过滤；来自高压电网的6或IOkV交流电连到高压开关柜 的输入端，通过高压开关柜、滤波器柜和整流变压器柜对功率单元柜的动力电源进行控制， 为凿井提升机提供频率及电压可变的交流动力电源；所述的低压控制装置包括有辅助电源 柜和PLC控制柜，来自低压电网的380V交流电连至辅助电源柜的输入端并为PLC控制柜、 高压变频装置的控制回路、操作台的控制回路供电；所述的PLC控制柜对高压变频装置进 行控制闭锁，通过控制高压变频装置提供给凿井提升机交流动力电源的频率，控制凿井提 升机的运行速度；同时所述的PLC控制柜对高压变频装置的各种信息进行采集和分析，通 过控制电缆、PLC控制柜与操作台进行联络，接收来自操作台的控制指令，同时将高压变频 装置和低压控制装置的信息传输到操作台，通过装在操作台上的显示器件进行指示。
[0006] 所述的吊耳为设置在电控室底座的前后两侧、控制室底座的左右两侧的若干对， 且所述的吊耳为可伸缩的结构，吊装时将吊耳抽出，吊绳通过吊耳起吊，吊装完毕将吊耳推 压到位。
[0007] 所述电控室的前后壁面上均设置有对开折叠门和防盗窗；所述的电控室内设置有 用以为电控室进行制冷、确保室内空气质量的的空调；在电控设备的使用过程中，对开折叠 门和防盗窗均关闭，开启空调降温，确保室内的空气越用越干净，越用越干燥，避免因空气 的不洁和潮湿影响装置的长期可靠使用，降低故障率。
[0008] 所述的控制室设有观察窗、检修门和控制室门；所述的检修门对应所述的操作台 设置，打开检修门即可对操作进行检修。
[0009] 所述的滤波器柜采用LCL型滤波器，其中LCL型滤波器的输入侧电抗器L单独设 置，输出侧电抗器L与整流变压器的原边的电感或阻抗参数整合为输出侧电抗器参数，避 免或减少高次谐波影响高压变频装置的正常运行。
[0010] 所述整流变压器的原边绕组为可相互转换的Λ和Y两种接法；在Λ接法的情况 下，接受高压电网6kV供电，在Y接法的情况下，接受高压电网IOkV供电，以适应不同凿井 现场高压电网不同供电电压的情况。
[0011] 所述高压开关柜内元器件及结构的电流等级按6kV受电时所承受的最大电流进 行选型和设计，电压等级按IOkV受电时所承受的最大电压进行选型和设计，以适应不同凿 井现场高压电网不同供电电压的情况。
[0012] 本发明提出一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，高压变频电控设备采用 分开设置且可以移动的电控室和控制室，该设备能够在工厂中进行预安装和预调试，分两 部分整体吊装运输到凿井工地，即插即用；凿井工作完成之后转场到下个凿井现场，拆装快 速；既能够适合凿井工地恶劣环境，又能适应不同凿井现场高压电网不同供电电压的情况， 在更换作业现场的转场过程中，即插即用，省时省力，并且在高压网侧设置有LCL滤波器， 避免或减少了高次谐波影响高压变频装置的正常运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明中电控室的前视图； 图2是本发明中电控室的后视图； 图3是图2的A-A剖视图； 图4是本发明中电控室的右视图； 图5是本发明中控制室的前视图； 图6是本发明中控制室的后视图； 图7是图5的B-B剖视图； 图8是本发明中控制室的右视图； 图9是图3和图7中局部I的放大图； 图10是图3和图7中局部II的放大图； 图11是凿井提升机高压变频装置电气原理框图。
[0014] 图中，1.防盗窗，2.对开折叠门，3.空调室外机，4.底座，5.活动顶板，6.空调室 内机，7.空调室外机防护体，8.电缆进出孔，9.隔热阻燃材料，10.方钢骨架，11. U型加强 板，12. C型盖板，13.吊耳，14.检修门，15.观察窗，16控制室门，17.操作台，18.高压变频 装置，18. 1.高压开关柜，18. 2.滤波器柜，18. 3.整流变压器柜，18. 4.功率单元柜，19.低压 控制装置，19. 1.辅助电源柜，19. 2. PLC控制柜，20.司机座椅，21.绝缘地板，22.凿井提升 机。
【具体实施方式】
[0015] 结合附图对本发明实施例加以说明： 一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，所述的移动式高压变频电控设备包括有 电控室和控制室；结合图4、图5,所述的电控室、控制室均为密闭式空心矩形体；结合图9， 所述的电控室、控制室的壳体均包括有底座4、活动顶板5和墙体；所述底座4为具有一定 强度和合理结构的工字钢，底座的上表面设置有绝缘地板21 ;所述的墙体具有作为内外墙 面的C型盖板12,两个所述的C型盖板12扣合为一体形成墙体，在两个所述的C型盖板12 之间设置有作为骨架的方钢10,且相邻两根方钢10之间由U型加强板11连接为一体；两 个所述的C型盖板12之间填充隔热阻燃材料构成具有隔热阻燃功能的墙体；结合图10,所 述电控室、控制室的底座4上均具有方便起吊的吊耳13,用以快速的将电控室、控制室移动 至新的凿井工地；所述的吊耳13为设置在电控室底座的前后两侧、控制室底座的左右两侧 的若干对，且所述的吊耳13为可伸缩的结构，吊装时将吊耳抽出，吊绳通过吊耳起吊，吊装 完毕将吊耳推压到位；所述电控室、控制室的底座上还具有用以供动力电缆和控制电缆进 出的电缆进出口；所述的电控室通过电缆进出口使控制电缆与动力电缆相连，电控室内控 制电缆的出口通过快速接插件与控制室内的控制电缆相连，实现了电控室和控制室单独吊 装运输和快速连接。所述底座的底面采用钢板铺设并密封完好，不让电缆直接与地面接触， 而且，阻断室外的空气大量进入，各柜台之外的底座表面铺设绝缘地板，确保行走方便和维 修人员的安全；所述的活动顶板5用以在进入柜台安装工序时，将柜或台从顶部吊装进入 电控室或控制室进行安装，柜台安装完毕，才将活动顶板安装固定牢固，现场使用过程中， 维修需要的器件从门进出，除非发生严重的事故，导致电控柜或台整体报废，需要移开活动 顶板，进行柜或台的更换。
[0016] 如图5、图6、图7、图8所示，并结合图11，所述的控制室内设置有操作台17 ;结合 图1、图2、图3和图4,所述的电控室内设置有高压变频装置18和低压控制装置19 ;所述的 高压变频装置18包括有高压开关柜18. 1、滤波器柜18. 2、整流变压器柜18. 3和功率单元 柜18. 4 ;滤波器柜18. 2用以对网侧的高次谐波进行过滤；来自高压电网的6或IOkV交流电 连到高压开关柜18. 1的输入端，高压开关柜18. 1的输出端接到滤波器柜18. 2的输入端， 滤波器柜18. 2对功率单元柜18. 4的充电过程和高次谐波的滤波进行控制，滤波器柜18. 2 的输出端接到整流变压器18. 3的原边，整流变压器（18. 3)的副边为功率单元柜18. 4提供 动力电源，功率单元柜18. 4的输出端与凿井提升电动机22的定子绕组相连，为凿井提升 机提供频率可变的交流动力电源；所述的低压控制装置19包括有辅助电源柜19. 1和PLC 控制柜19. 2,来自低压电网的380V交流电连至辅助电源柜19. 1的输入端并为PLC控制柜 19. 2、高压变频装置18的控制回路、操作台17的控制回路供电；所述的PLC控制柜19. 2对 高压变频装置18进行控制闭锁，通过控制高压变频装置18提供给凿井提升机22交流动力 电源的频率，控制凿井提升机22的运行速度；同时所述的PLC控制柜19. 2对高压变频装置 的各种信息进行采集和分析，通过控制电缆，PLC控制柜与操作台17进行联络，接收来自操 作台的控制指令，同时将高压变频装置和低压控制装置的信息传输到操作台，通过装在操 作台上的显示器件进行指示。
[0017] 所述电控室的前后壁面上均设置有对开折叠门2和防盗窗1 ;对开折叠门2,供人 员的进出或检修的需要，并根据实际情况，可将门部分打开或全部打开；所述的电控室内设 置有用以为电控室进行制冷、确保室内空气质量的空调；空调的制冷量根据高压变频装置 的发热量和最高的环境温度进行核定，同时设有空调室外机防护体7以防止空调外机受到 磕碰和撞击；在电控设备的使用过程中，对开折叠门2和防盗窗3均关闭，开启空调降温，空 气在控制室内进行循环，不与室外进行交流，确保室内的空气越用越干净，越用越干燥，避 免因空气的不洁和潮湿影响装置的长期可靠使用，降低故障率。
[0018] 所述的控制室设有观察窗15、检修门14和控制室门16 ;所述的检修门14对应所 述的操作台17设置，打开检修门即可对操作台进行检修；观察窗15方便司机在操控过程中 观察凿井设备，在检修门14下方的底座上设有电缆进出孔8,方便电缆连接，吊装及转场的 过程中，可将控制电缆暂存在底座中；在后面设有空调装置和控制室门16,在左右两侧设 有防盗窗，以便适时进行空气对流。
[0019] 所述的滤波器柜18. 2采用LCL型滤波器，其中LCL型滤波器的输入侧电抗器L 单独设置，输出侧电抗器L与整流变压器的原边的电感或阻抗参数整合为输出侧电抗器参 数，避免或减少高次谐波影响高压变频装置的正常运行。
[0020] 所述整流变压器18. 3的原边绕组为可相互转换的Λ和Y两种接法；在Λ接法的情 况下，接受高压电网6kV供电，在Y接法的情况下，接受高压电网IOkV供电，以适应不同凿 井现场高压电网不同供电电压的情况。
[0021] 所述高压开关柜18. 1内元器件及结构的电流等级按6kV受电时所承受的最大电 流进行选型和设计，电压等级按IOkV受电时所承受的最大电压进行选型和设计，以适应不 同凿井现场高压电网不同供电电压的情况。
[0022] 电控设备安装调试完毕，将所有电缆进出孔8的盖板安装严丝合缝，细小的缝隙， 要用防火泥等材料进行涂抹严实。
[0023] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于 本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所述的移动式高压变频 电控设备包括有电控室和控制室；所述的电控室、控制室均为密闭式空心矩形体；所述的 电控室、控制室的壳体均包括有底座（4)、活动顶板（5)和墙体；所述底座（4)的上表面设 置有绝缘地板（21);所述的墙体具有作为内外墙面的C型盖板（12)，两个所述的C型盖板 (12)扣合为一体形成墙体，在两个所述的C型盖板（12)之间设置有作为骨架的方钢（10)， 且相邻两根方钢（10)之间由U型加强板（11)连接为一体；两个所述的C型盖板（12)之间 填充隔热阻燃材料构成具有隔热阻燃功能的墙体；所述电控室、控制室的底座上均具有方 便起吊的吊耳（13)，用以快速的将电控室、控制室移动至新的凿井工地；所述电控室、控制 室的底座上还具有用以供动力电缆和控制电缆进出的电缆进出口（8);所述的电控室通过 电缆进出口使控制电缆与动力电缆相连，电控室内控制电缆的出口通过快速接插件与控制 室内的控制电缆相连，实现了电控室和控制室单独吊装运输和快速连接。
2. 根据权利要求1所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于： 所述的控制室内设置有操作台（17);所述的电控室内设置有高压变频装置（18)和低压控 制装置（19);所述的高压变频装置（18)包括有高压开关柜（18. 1 )、滤波器柜（18. 2)、整流 变压器柜（18. 3)和功率单元柜（18. 4);滤波器柜（18. 2)用以对网侧的高次谐波进行过 滤；来自高压电网的6或10kV交流电连到高压开关柜（18. 1)的输入端，通过高压开关柜 (18. 1 )、滤波器柜（18. 2)和整流变压器柜（18. 3)对功率单元柜（18. 4)的动力电源进行控 制，为凿井提升机（22)提供频率及电压可变的交流动力电源；所述的低压控制装置（19)包 括有辅助电源柜（19. 1)和PLC控制柜（19. 2 )，来自低压电网的380V交流电连至辅助电源 柜（19. 1)的输入端并为PLC控制柜（19. 2)、高压变频装置（18)的控制回路、操作台（17)的 控制回路供电；所述的PLC控制柜（19. 2)对高压变频装置（18)进行控制闭锁，通过控制高 压变频装置（18)提供给凿井提升机（22)交流动力电源的频率，控制凿井提升机（22)的运 行速度；同时所述的PLC控制柜（19. 2)对高压变频装置的各种信息进行采集和分析，通过 控制电缆、PLC控制柜与操作台（17)进行联络，接收来自操作台的控制指令，同时将高压变 频装置和低压控制装置的信息传输到操作台，通过装在操作台上的显示器件进行指示。
3. 根据权利要求所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所 述的吊耳（13)为设置在电控室底座的前后两侧、控制室底座的左右两侧的若干对，且所述 的吊耳（13)为可伸缩的结构，吊装时将吊耳抽出，吊绳通过吊耳起吊，吊装完毕将吊耳推压 到位。
4. 根据权利要求所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所 述电控室的前后壁面上均设置有对开折叠门（2)和防盗窗（1);所述的电控室内设置有用以 为电控室进行制冷、确保室内空气质量的的空调；在电控设备的使用过程中，对开折叠门和 防盗窗均关闭，开启空调降温，确保室内的空气越用越干净，越用越干燥，避免因空气的不 洁和潮湿影响装置的长期可靠使用，降低故障率。
5. 根据权利要求所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所 述的控制室设有观察窗（15)、检修门（14)和控制室门（16);所述的检修门（14)对应所述的 操作台（14)设置，打开检修门即可对操作台进行检修。
6. 根据权利要求所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所 述的滤波器柜（18. 2)采用LCL型滤波器，其中LCL型滤波器的输入侧电抗器L单独设置， 输出侧电抗器L与整流变压器原边的电感或阻抗参数整合为输出侧电抗器参数，避免或减 少高次谐波影响高压变频装置的正常运行。
7. 根据权利要求所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所 述整流变压器（18. 3)的原边绕组为可相互转换的A和Y两种接法；在A接法的情况下，接 受高压电网6kV供电，在Y接法的情况下，接受高压电网10kV供电，以适应不同凿井现场高 压电网不同供电电压的情况。
8. 根据权利要求所述的一种凿井提升机的移动式高压变频电控设备，其特征在于：所 述高压开关柜（15. 1)内元器件及结构的电流等级按6kV受电时所承受的最大电流进行选 型和设计，电压等级按10kV受电时所承受的最大电压进行选型和设计，以适应不同凿井现 场高压电网不同供电电压的情况。
【文档编号】B66B1/34GK104477715SQ201410747494
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】郑孝平, 陈美山, 褚凡, 屈胜杰, 高自政 申请人:洛阳源创电气有限公司