专利名称：钻井配电系统的动态无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田钻井配电系统的动态无功补偿装置，尤 其涉及一种晶闸管直流控制电抗器的无功补偿装置。
背景技术：
目前国内钻井配电系统大部分都是小电网，由于钻机等负荷的无 功冲击，造成小电网的电压波动较大，给钻井系统的安全运行带来隐 患，因此，必须进行无功功率的补偿，以稳定小电网的电压。目前钻 井配电系统常用的是一种晶闸管交流控制电抗器的无功补偿装置(简
称TCR无功补偿装置)，参见图2，该装置包括一个固定容量的无源 滤波器(简称FC) 1和一个晶闸管交流控制电抗器(简称TCR)，其 中TCR由主回路4和控制回路5构成，所述的主回路4由接在三个相 线之间的三个电抗器L4、 L5、 L6和分别接在该三个电抗器补偿支路 上的晶闸管交流开关N1、 N2、 N3构成。工作时，三相开关QF1、 QF2 合上，控制回路5根据配电系统所需的无功补偿功率控制晶闸管交流 开关N1、 N2、 N3的触发角，从而控制流过电抗器L4、 L5、 L6中的电 流大小，使电抗器L4、 L5、 L6的无功补偿按照配电系统所需功率进 行补偿，从而实现动态无功补偿；所述的FC主要是对三相线进行一 个固定的无功补偿，同时，还对电网负载和TCR产生的谐波进行滤除, 使电源输出的交流曲线平滑。该补偿装置的主要问题是补偿的响应 速度较慢，使电网电压的稳定程度难以达到很好水平。这是由于TCR 中各电抗器的补偿支路是由晶闸管交流开关控制的，而晶闸管的响应 速度为20ms，故该配电系统无功补偿的响应速度受到晶闸管响应速 度的限制，最快也只能是20ms。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种响应速度快的钻井配电系统的动态无功补偿装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下 它包括一个固定容量的无源滤波器和一个晶闸管直流控制电抗 器，所述的晶闸管直流控制电抗器由主回路和控制回路构成，所述的 主回路由六个晶闸管和一个电抗器组成，其中六个晶闸管两两串联后 再并联在一起，并且它们的三个串联点分别与电网的三个相线A、 B、
c相接，从而在三个相线之间分别构成一个桥式整流器，并且该三个
桥式整流共有一个输出端，所述的电抗器接在该输出端上。 通过上述技术方案可以看出，本实用新型是一种晶闸管直流控制
电抗器的无功补偿装置(简称DCR无功补偿装置)，其中晶闸管直流 控制电抗器中的主回路具有由六支晶闸管连接构成的三相可控桥式 整流器，同时，在该三相可控桥式整流器的直流负载侧接入一个补偿 电抗器，这样，三个相线共用一个补偿电抗器，且各相线均通过一个 桥式整流器与该补偿电抗器形成回路。动态补偿时，在晶闸管响应时 间20ms (也是交流电的一个周期)内六支晶闸管被先后触发导通， 也就是说，在20ms内任何一支晶闸管触发角的变化均会带来交流侧 无功补偿功率的变化，因此，无功补偿功率在一个交流电的周期内可 以变化6次，所以，本实用新型的响应速度是现有TCR无功补偿装置 的六分之一，即3.3ms,大大提高了动态无功补偿的响应速度。本实 用新型仅通过六个晶闸管连接形式的改变，就提高了其响应速度，同 时还节省了二个电抗器，节约了成本。
图1、本实用新型的电路原理图。
图2、已有TCR无功补偿装置的电路原理图。
具体实施方式
参见图1，它至少包括一个固定容量的无源滤波器(简称FC) 1、 一个晶闸管直流控制电抗器(简称DCR)，所述的DCR由一个主回路2 和一个控制回路3构成，其主回路2由六个晶闸管V1 V6两两串联 后再并联在一起，并且它们的三个串联点分别与电网的三个相线A、B、 C相接；这样的连接实际上是在三个相线之间接成了三个桥式整
流器，其中接在A、 B 二个相线之间桥式整流器由VI、 V3、 V4、 V6 连接构成，接在B、 C 二个相线之间桥式整流器由V3、 V5、 V6、 V2 连接构成，接在A、 C 二个相线之间桥式整流器由VI、 V5、 V4、 V2 连接构成，该三个桥式整流器具有公共的整流输出端，所述的电抗器 L4连接在该输出端上，使三个相线的无功补偿共用一个电抗器L7。 其控制回路3与现有TCR的控制回路结构相同，只是DCR的电流检测 点设置在其主回路2的直流线上。
本装置的工作原理是工作时，先将开关QF1、 QF2接通，上述 三个桥式整流器的晶闸管由控制回路3控制其导通，在交流电的一个 周期(20ms)内该三个桥式整流器共输出一个具有六个波动脉冲的直 流电压加在电抗器L7上，由电抗器L7分别对电网的三个相线进行无 功补偿；在这一过程中，由控制回路3通过检测计算出系统所需的无 功补偿功率，然后通过控制六个晶闸管触发角来调节电抗器L7中的 电流大小，使电抗器L7按照系统需要的无功补偿功率进行补偿，同 时，FC对三相线进行固定的无功补偿，以配合DCR的动态无功补偿, 与此同时，FC还对电网负载和DCR产生的谐波进行滤除， 一般在工 程上，需要设计5次FC和7次FC，以滤除负载和DCR所产生的5次 和7次谐波电流，最终使电网电压满足国家标准的要求。
权利要求1、一种钻井配电系统的动态无功补偿装置，其特征是它包括一个固定容量的无源滤波器(1)和一个晶闸管直流控制电抗器，所述的晶闸管直流控制电抗器由主回路(2)和控制回路(3)构成，所述的主回路(2)由六个晶闸管(V1～V6)和一个电抗器(L7)组成，其中六个晶闸管两两串联后再并联在一起，并且它们的三个串联点分别与电网的三个相线A、B、C相接，从而在三个相线之间分别构成一个桥式整流器，并且该三个桥式整流共有一个输出端，所述的电抗器(L7)接在该输出端上。
专利摘要本实用新型涉及一种钻井配电系统的动态无功补偿装置。它包括一个固定容量的无源滤波器和一个晶闸管直流控制电抗器，所述的晶闸管直流控制电抗器由主回路和控制回路构成，其中主回路由六个晶闸管两两串联后再并联在一起，并且它们的三个串联点分别与电网的三个相线A、B、C相接，从而在三个相线之间分别构成一个桥式整流器，在该三个桥式整流的公共输出端接有一个补偿电抗器。补偿时，六个晶闸管先后导通，在晶闸管响应时间20ms(也是交流电的一个周期)内可实现无功补偿功率的六次变化，因此，本实用新型的响应速度是现有晶闸管交流控制电抗器无功补偿装置的六分之一，大大提高了动态无功补偿的响应速度。
文档编号H02J3/18GK201234139SQ20082002982
公开日2009年5月6日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者张建荣, 王启华, 强 许 申请人:西安爱科电子有限责任公司